JP2012200809A - Parameter automatically adjusting device of screw fastening robot and parameter automatically adjusting method - Google Patents

Parameter automatically adjusting device of screw fastening robot and parameter automatically adjusting method Download PDF

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Kosuke Hara
孝介 原
Satoshi Harako
諭 原子
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide parameter automatically adjusting device and method of a screw fastening robot automatically setting a parameter of high accuracy with reduced frequencies of operation tests regardless of the degree of skill and avoiding damage by excessive operation on acquisition of initial characteristics.SOLUTION: A second period initial rotation amount setting part 56 sets an initial value of a rotation amount in a second period in [once] on acquisition of initial characteristics. Thereby the rotation amount in the second period in initial characteristic processing is not made to be excessive even when a screwed amount of a screw 34 to a workpiece 32 is uncertain. Thereby, damage of a test piece and the screw fastening robot 10 by excessive operation on acquisition of initial characteristics can be avoided.

Description

本発明は、螺子締めロボットのパラメータ自動調整装置およびパラメータ自動調整方法に関する。   The present invention relates to a parameter automatic adjustment device and a parameter automatic adjustment method for a screw tightening robot.

従来、対象となるワークに螺子を締付ける螺子締めロボットとして特許文献1が公知である。このような螺子締めロボットは、ワークに対する螺子の締め付けを、噛み合わせの第一期、締め込みの第二期、トルク調整のために締め上げる第三期、および締付けトルクの安定を図る第四期の順で実行する。この場合、螺子締めロボットの正確な作動を確保するためには、第一期から第四期までの各ステップにおいてモータへの供給電流値、螺子の回転速度および螺子の回転数などのパラメータを精密に調整する必要がある。特に、これらのパラメータには、螺子の締付けトルクを目標締付けトルクに正確に合致させ、かつ締付けトルクのばらつきが小さく、さらにパラメータの調整に必要な時間が短いことが要求される。   Conventionally, Patent Literature 1 is known as a screw fastening robot for fastening a screw to a target workpiece. Such a screw tightening robot includes a first period of meshing, a second period of tightening, a third period of tightening for torque adjustment, and a fourth period of stabilizing the tightening torque. Execute in this order. In this case, in order to ensure the correct operation of the screw tightening robot, parameters such as the supply current value to the motor, the screw rotation speed, and the screw rotation speed are precisely set in each step from the first phase to the fourth phase. It is necessary to adjust to. In particular, these parameters require that the screw tightening torque be exactly matched to the target tightening torque, that the variation in tightening torque be small, and that the time required for parameter adjustment be short.

しかしながら、従来の螺子締めロボットにおけるパラメータの設定は、実際に螺子締めロボットでテストピースを組み付けることによって行われている。すなわち、パラメータの設定は、螺子締めロボットを用いたテストピースの組み付けによって得られたデータからユーザの自己の経験および勘に基づいて行われている。この場合、テストピースの消費量は、ユーザの熟練度に左右される。例えば熟練度の高いユーザであればテストピースを用いた数十回程度の動作テストでパラメータの設定を行えるのに対し、熟練度の低いユーザは百回以上の動作テストを行っても目標とするパラメータの近似値が得られない場合もある。一方、すべての現場に熟練度の高いユーザが所在するとは限らないことから、熟練度の高いユーザのみでパラメータの設定を行うのは現実的でない。また、熟練度の低いユーザは、上記の通りテストピースの消費量が増大するにも関わらず、十分な数のテストピースを確保することも現実的でない。   However, the parameter setting in the conventional screw tightening robot is actually performed by assembling the test piece with the screw tightening robot. That is, the parameter is set based on the user's own experience and intuition from data obtained by assembling the test piece using the screw tightening robot. In this case, the consumption of the test piece depends on the skill level of the user. For example, a user with a high level of skill can set a parameter with an operation test of several tens of times using a test piece, whereas a user with a low level of skill can set a target even if an operation test is performed over 100 times. In some cases, approximate values of parameters cannot be obtained. On the other hand, it is not realistic to set a parameter only with a highly skilled user because there is not always a highly skilled user at every site. In addition, it is not realistic for a user with a low level of skill to secure a sufficient number of test pieces despite the increased consumption of test pieces as described above.

ところで、螺子締めロボットに限らず各種のロボットは、各ステップにおけるパラメータの設定に先立って初期特性の取得も必要となる。すなわち、設備に設置されるロボットは、例えば作業の対象となる部材の関係やロボットの個体差などが初期特性として取得される。螺子締めロボットの場合、最初にテストピースを組み付ける際に、対象となる螺子とワークとの関係が初期特性として取得される。このような螺子締めロボットの場合、上述の通り螺子を締付ける工程として、第一期から第四期を含んでいる。ここで、第二期は、第一期でワークと噛み合わされた螺子が螺子穴に締め込まれる工程である。そのため、螺子締めロボットを用いた螺子締め作業では、第二期における回転速度は、作業時間の短縮のために他の第一期、第三期および第四期に比較して高速に設定されている。一方、テストピースを最初に組み付けるとき、螺子とワークとの関係を示すパラメータ、すなわちワークに対する螺子のねじ込み量は不明である。そのため、初期特性を取得する際に、不用意に螺子締めロボットを作動させると、第二期において高速でねじ込まれる螺子がワークに衝突し、螺子やワークだけでなく螺子締めロボットの損傷を招くという問題がある。   By the way, various robots as well as screw tightening robots need to acquire initial characteristics prior to setting parameters in each step. That is, for the robot installed in the facility, for example, the relationship between members to be worked on, individual differences among robots, and the like are acquired as initial characteristics. In the case of a screw tightening robot, when the test piece is first assembled, the relationship between the target screw and the workpiece is acquired as an initial characteristic. In the case of such a screw tightening robot, as described above, the process of tightening the screw includes the first period to the fourth period. Here, the second period is a process in which the screw meshed with the workpiece in the first period is tightened into the screw hole. Therefore, in the screw tightening operation using the screw tightening robot, the rotation speed in the second period is set to be higher than the other first period, third period and fourth period in order to shorten the work time. Yes. On the other hand, when the test piece is first assembled, the parameter indicating the relationship between the screw and the workpiece, that is, the screwing amount of the screw into the workpiece is unknown. Therefore, if the screw tightening robot is inadvertently operated when acquiring the initial characteristics, the screw that is screwed at a high speed in the second period collides with the work, and not only the screw or the work but also the screw tightening robot is damaged. There's a problem.

特許第3811999号明細書Japanese Patent No. 3811999

そこで、本発明の目的は、熟練度に関わらず少ない動作テスト回数で精度の高いパラメータが自動的に設定されるとともに、初期特性の取得の際における過剰な動作による損傷を回避する螺子締めロボットのパラメータ自動調整装置およびパラメータ自動調整方法を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a screw tightening robot that automatically sets high-accuracy parameters with a small number of operation tests regardless of skill level, and avoids damage due to excessive operation when acquiring initial characteristics. An object is to provide an automatic parameter adjustment device and an automatic parameter adjustment method.

請求項1記載の発明または請求項3記載の発明では、螺子締めロボットにおいて最初にテストピースを組み付けて螺子締めロボットの初期特性を取得するとき、第二期における初期回転量は任意に設定している。上述の通り、初期特性の取得のために螺子締めロボットを最初に作動させてテストピースを組み付けるとき、ワークに対し螺子をねじ込む量は不明である。そのため、第二期における回転量すなわちねじ込み量はどの程度に設定するのがよいかは不明である。一方、第二期における回転速度は、他の期に比較して高速である。そのため、第二期における回転量が大きすぎると、ねじ込まれた螺子は最終的に大きな衝撃をともなってワークに着座する。その結果、ワークや螺子だけでなく、螺子締めロボットの損傷も招くおそれがある。そこで、請求項1記載の発明または請求項3記載の発明では、第二期における回転量を任意に設定した状態で螺子締めロボットの動作をテストする。特に、請求項2記載の発明では、第二期における回転量の初期値は、「1回」に設定される。ここで、第二期における回転量の初期値を「0回」とすると、第一期から第三期へ直接移行することとなり、第二期が消失したことと同義になる。そのため、第二期のない螺子締めロボットの特性は、実際に用いる螺子締めロボットの特性と異なることとなり、パラメータ調整の困難を招くことになる。そこで、請求項2記載の発明では、第二期における回転量の初期値を「1回」に設定し、初期特性の取得を行っている。したがって、初期特性の取得の際における過剰な動作による損傷を回避することができる。   In the invention according to claim 1 or claim 3, when the initial characteristics of the screw tightening robot are acquired by first assembling the test piece in the screw tightening robot, the initial rotation amount in the second period is arbitrarily set. Yes. As described above, when the test piece is assembled by first operating the screw tightening robot to acquire the initial characteristics, the amount of screwing the screw into the workpiece is unknown. For this reason, it is unclear how much the rotation amount, that is, the screwing amount in the second period should be set. On the other hand, the rotation speed in the second period is higher than in the other periods. Therefore, if the amount of rotation in the second period is too large, the screwed screw eventually sits on the work with a large impact. As a result, not only the workpiece and the screw but also the screw fastening robot may be damaged. Therefore, in the first or third aspect of the invention, the operation of the screw tightening robot is tested in a state where the rotation amount in the second period is arbitrarily set. In particular, in the second aspect of the invention, the initial value of the rotation amount in the second period is set to “one time”. Here, when the initial value of the rotation amount in the second period is set to “0”, the first period directly shifts to the third period, which is synonymous with the disappearance of the second period. For this reason, the characteristics of the screw tightening robot without the second period are different from the characteristics of the actually used screw tightening robot, which causes difficulty in parameter adjustment. Therefore, in the invention described in claim 2, the initial value of the rotation amount in the second period is set to “one time”, and the initial characteristics are acquired. Therefore, it is possible to avoid damage due to excessive operation when acquiring the initial characteristics.

また、請求項1から3のいずれか記載の発明では、初期特性を取得する際に第二期における回転量の初期値を設定した後、この初期値を用いてテストピースを組み付けて第二期における回転量を設定するためのパラメータを推定する。つまり、第二期における回転量の初期値として例えば「1回」が設定された後、徐々に回転量を増しながらテストピースの組み付けを実行する。これにより、熟練者の経験および勘に頼ったパラメータ調整によらずに、第二期におけるパラメータが調整される。また、各テストピースの組み付けで得られたデータを利用しながらパラメータを設定するため、動作テストの回数すなわち消費するテストピースの数も減少する。したがって、熟練度に関わらず少ない動作テスト回数で精度の高いパラメータを自動的に設定することができる。   In the invention according to any one of claims 1 to 3, after the initial value of the rotation amount in the second period is set when acquiring the initial characteristics, the test piece is assembled using the initial value and the second period. Estimate parameters for setting the amount of rotation at. That is, after “1 time” is set as the initial value of the rotation amount in the second period, the test piece is assembled while gradually increasing the rotation amount. Thereby, the parameter in the second period is adjusted without depending on the parameter adjustment depending on the experience and intuition of the expert. In addition, since the parameters are set using data obtained by assembling each test piece, the number of operation tests, that is, the number of test pieces to be consumed is reduced. Therefore, it is possible to automatically set a highly accurate parameter with a small number of operation tests regardless of the skill level.

一実施形態による螺子締めロボットのパラメータ自動調整装置を示すブロック図The block diagram which shows the parameter automatic adjustment apparatus of the screw fastening robot by one Embodiment 螺子締めロボットの例を示す模式図Schematic diagram showing an example of a screw tightening robot 図3に示す螺子締めロボットの要部を拡大した部分断面図The fragmentary sectional view which expanded the principal part of the screw fastening robot shown in FIG. 螺子締めロボットの作動の流れを示す概略図Schematic showing the flow of operation of the screw tightening robot 一実施形態によるパラメータ自動調整装置に入力される初期データを示す概略図Schematic which shows the initial data input into the parameter automatic adjustment apparatus by one Embodiment 一実施形態によるパラメータ自動調整装置が螺子締めロボットから取得するデータを示す概略図Schematic which shows the data which the parameter automatic adjustment apparatus by one Embodiment acquires from a screw fastening robot 一実施形態によるパラメータ自動調整装置が内部処理によって生成するデータを示す概略図Schematic which shows the data which the parameter automatic adjustment apparatus by one Embodiment produces | generates by internal processing 第三期における電流の変化を示す模式図Schematic showing the current change in the third phase 一実施形態によるパラメータ自動調整装置が出力するデータを示す概略図Schematic which shows the data which the parameter automatic adjustment apparatus by one Embodiment outputs 一実施形態によるパラメータ自動調整装置における初期特性調査処理の流れを示す概略図Schematic showing the flow of initial characteristic investigation processing in the automatic parameter adjustment apparatus according to one embodiment 第二期における回転量と第三期における安定回転量との関係を示す概略図Schematic showing the relationship between the amount of rotation in the second period and the amount of stable rotation in the third period 第二期における回転量と第三期における安定回転量との関係を線形回帰した結果を示す模式図Schematic diagram showing the result of linear regression of the relationship between the amount of rotation in the second period and the amount of stable rotation in the third period 第二期における回転量と第三期における安定回転量との関係をロバスト線形回帰によって求める手順を説明するための説明図Explanatory drawing for demonstrating the procedure which calculates | requires the relationship between the rotation amount in a 2nd period, and the stable rotation amount in a 3rd period by robust linear regression 一実施形態によるパラメータ自動調整装置において第四期電流値−第三期速度をケース1によってテストする例を示す概略図Schematic which shows the example which tests the 4th period electric current value-the 3rd period speed by case 1 in the parameter automatic adjustment device by one embodiment. 一実施形態によるパラメータ自動調整装置において第四期電流値−第三期速度をケース2によってテストする例を示す概略図Schematic which shows the example which tests the 4th period electric current value-the 3rd period speed by case 2 in the parameter automatic adjustment device by one embodiment. 一実施形態によるパラメータ自動調整装置において第四期電流値−第三期速度をケース3によってテストする例を示す概略図Schematic which shows the example which tests the 4th period electric current value-the 3rd period speed by case 3 in the parameter automatic adjustment device by one embodiment. 一実施形態によるパラメータ自動調整装置におけるパラメータ調整処理の流れを示す概略図Schematic showing the flow of parameter adjustment processing in the automatic parameter adjustment device according to one embodiment 第二期における回転量と第三期における安定回転量と第二期における回転量との関係を示す概略図Schematic showing the relationship between the amount of rotation in the second period, the amount of stable rotation in the third period, and the amount of rotation in the second period 第三期における回転速度と締付け時間との関係を示す概略図Schematic showing the relationship between rotation speed and tightening time in the third phase 第三期における電流値、第三期における着座電流値および第四期における判定電流値を算出するための係数を示す概略図Schematic showing the coefficients for calculating the current value in the third period, the seating current value in the third period, and the judgment current value in the fourth period 一実施形態によるパラメータ自動調整装置で算出された4期電流値の最適パラメータの表示例を示す模式図The schematic diagram which shows the example of a display of the optimal parameter of the 4th period electric current value calculated with the parameter automatic adjustment apparatus by one Embodiment 一実施形態によるパラメータ自動調整装置で算出された2期回転量の最適パラメータの表示例を示す模式図The schematic diagram which shows the example of a display of the optimal parameter of 2nd rotation amount calculated with the parameter automatic adjustment apparatus by one Embodiment

以下、螺子締めロボットのパラメータ自動調整装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
(螺子締めロボット)
まず、パラメータ自動調節装置がパラメータを設定する対象となる螺子締めロボットについて説明する。
図2に示すように螺子締めロボット10は、ヘッド部11、ステー12およびコネクタボックス13を備えている。ヘッド部11は、図2および図3に示すように直線駆動機構部14、回転駆動機構部15およびビット16を有している。直線駆動機構部14は、ステー12に対してヘッド部11を直線状に往復駆動する。図2に示す場合、直線駆動機構部14は、図2の上下方向へヘッド部11を駆動する。直線駆動機構部14は、例えば図3に示すように動力源となるモータ17、ラック18およびピニオン19などを有している。これにより、ヘッド部11は、モータ17へ通電することによって、図2の上下方向へ移動する。回転駆動機構部15は、特許請求の範囲の駆動部に相当し、図3に示すようにモータ21およびシャフト22を有している。モータ21は、回転軸23がシャフト22に接続しており、電力を供給することによりシャフト22を回転駆動する。ビット16は、シャフト22のモータ21と反対側の端部に接続され、シャフト22によって回転駆動される。また、ヘッド部11は、吸着パイプ24を有している。吸着パイプ24は、ビット16の外周側を覆っており、ビット16側の先端が開口している。吸着パイプ24は、開口している先端と反対側がパイプ25を経由して吸引部26に接続している。吸引部26は、パイプ25を経由して吸着パイプ24の内側を減圧する。これにより、螺子締めの対象となる図示しない螺子は、吸着パイプ24の先端に吸引されるとともに、ビット16に装着される。
Hereinafter, an embodiment of an automatic parameter adjustment apparatus for a screw tightening robot will be described with reference to the drawings.
(Screw tightening robot)
First, a screw tightening robot that is a target for setting parameters by the automatic parameter adjustment device will be described.
As shown in FIG. 2, the screw fastening robot 10 includes a head portion 11, a stay 12, and a connector box 13. As shown in FIGS. 2 and 3, the head unit 11 includes a linear drive mechanism unit 14, a rotary drive mechanism unit 15, and a bit 16. The linear drive mechanism unit 14 drives the head unit 11 to reciprocate linearly with respect to the stay 12. In the case illustrated in FIG. 2, the linear drive mechanism unit 14 drives the head unit 11 in the vertical direction of FIG. 2. For example, as shown in FIG. 3, the linear drive mechanism unit 14 includes a motor 17, a rack 18, a pinion 19, and the like that are power sources. Thereby, the head unit 11 moves in the vertical direction in FIG. 2 by energizing the motor 17. The rotation drive mechanism unit 15 corresponds to a drive unit in claims, and includes a motor 21 and a shaft 22 as shown in FIG. The motor 21 has a rotating shaft 23 connected to the shaft 22 and rotationally drives the shaft 22 by supplying electric power. The bit 16 is connected to the end of the shaft 22 opposite to the motor 21 and is driven to rotate by the shaft 22. The head unit 11 has an adsorption pipe 24. The suction pipe 24 covers the outer peripheral side of the bit 16, and the tip on the bit 16 side is open. The suction pipe 24 is connected to the suction portion 26 via the pipe 25 on the side opposite to the open tip. The suction unit 26 decompresses the inside of the suction pipe 24 via the pipe 25. Thereby, a screw (not shown) to be screwed is attracted to the tip of the suction pipe 24 and attached to the bit 16.

図3の破線で示すように、モータ21の回転軸23にはトルクセンサ27が装着可能である。トルクセンサ27は、モータ21の回転軸23に着脱可能に装着される。トルクセンサ27は、後述するパラメータ自動調節装置でパラメータを設定する際にヘッド部11に装着され、パラメータの設定が完了するとヘッド部11から取り外される。このトルクセンサ27は、特許請求の範囲の実測締付けトルク取得手段に相当する。ヘッド部11のモータ21や吸引部26などは、カバー28に覆われている。   As shown by a broken line in FIG. 3, a torque sensor 27 can be attached to the rotating shaft 23 of the motor 21. The torque sensor 27 is detachably attached to the rotating shaft 23 of the motor 21. The torque sensor 27 is attached to the head unit 11 when parameters are set by a parameter automatic adjustment device to be described later, and is removed from the head unit 11 when parameter setting is completed. This torque sensor 27 corresponds to the actually measured tightening torque acquisition means in the claims. The motor 21 and the suction unit 26 of the head unit 11 are covered with a cover 28.

次に、上記の構成の螺子締めロボット10の作動について説明する。
螺子締めロボット10は、図1に示すようにベース31に載置されたワーク32の螺子穴33に螺子34を締め込む。このとき、螺子締めロボット10は、図4に示すように第一期、第二期、第三期および第四期の手順で螺子34をワーク32に締め込む。
螺子締めロボット10は、第一期において、螺子34を螺子穴33に噛み合わせる。すなわち、螺子締めロボット10は、吸引部26の減圧によってビット16の先端に装着した螺子34を、ワーク32の螺子穴33の軸線と一致させる。そして、螺子締めロボット10は、ビット16に装着した螺子34を回転させることにより、螺子34と螺子穴33とを噛み合わせる。このとき、ビット16の回転速度は、第二期よりも低速であり、第三期よりも高速である中速に設定される。これにより、螺子34と螺子穴33との確実な噛み合いが達成される。また、螺子34をワーク32に押さえつける力は、他の第二期から第四期に比較して小さく設定されている。これにより、螺子34の傾きおよび無用な噛み込みにともなう螺子34の固着が回避される。
Next, the operation of the screw fastening robot 10 having the above configuration will be described.
As shown in FIG. 1, the screw fastening robot 10 fastens the screw 34 into the screw hole 33 of the workpiece 32 placed on the base 31. At this time, as shown in FIG. 4, the screw fastening robot 10 fastens the screw 34 to the workpiece 32 in the first, second, third, and fourth steps.
In the first stage, the screw fastening robot 10 meshes the screw 34 with the screw hole 33. That is, the screw tightening robot 10 aligns the screw 34 attached to the tip of the bit 16 by the decompression of the suction part 26 with the axis of the screw hole 33 of the workpiece 32. Then, the screw fastening robot 10 rotates the screw 34 attached to the bit 16 to mesh the screw 34 and the screw hole 33. At this time, the rotation speed of the bit 16 is set to a medium speed that is lower than the second period and higher than the third period. Thereby, the positive meshing between the screw 34 and the screw hole 33 is achieved. Moreover, the force which presses the screw 34 against the workpiece | work 32 is set small compared with the 4th period from the other 2nd period. Thereby, the sticking of the screw | thread 34 accompanying the inclination of the screw | thread 34 and unnecessary biting is avoided.

第一期が終了すると、螺子締めロボット10は、第一期で螺子穴33に噛み合わされた螺子34を螺子穴33にねじ込む第二期へ移行する。螺子締めロボット10は、他の第一期および第三期よりも高速でビット16を回転させ、第一期で螺子穴33に噛み合わされた螺子34を螺子穴33にねじ込む。これにより、螺子34は、螺子穴33に対し高速にねじ込まれ、ねじ込みの所要時間が短縮される。また、螺子34をワーク32に押さえつける力は、第一期よりも強く、第三期および第四期よりも小さく設定されている。これにより、螺子34は、安定して螺子穴33にねじ込まれる。   When the first period ends, the screw fastening robot 10 proceeds to the second period in which the screw 34 meshed with the screw hole 33 in the first period is screwed into the screw hole 33. The screw tightening robot 10 rotates the bit 16 at a higher speed than the other first period and third period, and screws the screw 34 engaged with the screw hole 33 in the first period into the screw hole 33. Thereby, the screw 34 is screwed into the screw hole 33 at high speed, and the time required for screwing is shortened. Further, the force for pressing the screw 34 against the work 32 is set to be stronger than the first period and smaller than the third period and the fourth period. Thereby, the screw 34 is screwed into the screw hole 33 stably.

第二期が終了すると、螺子締めロボット10は、第二期でねじ込まれた螺子34を締め上げて螺子34に加わるトルクを予め設定された締付けトルクに調整する第三期へ移行する。螺子締めロボット10は、他の第一期および第二期よりも低速でビット16を回転させ、第二期で高速でねじ込まれた螺子34を締め上げる。これにより、螺子穴33にねじ込まれた螺子34は、予め設定された締付けトルクに高い精度で調整される。また、螺子34をワーク32に押さえつける力は、第一期および第二期よりも大きく設定されている。これにより、螺子34は、螺子頭のつぶれが回避される。
第三期が終了すると、螺子締めロボット10は、第三期で締付けトルクが調整された螺子34の締め込みを停止して螺子34に加わる締付けトルクを安定させる第四期へ移行する。螺子締めロボット10は、ビット16の回転を停止させ、ワーク32に対する螺子34のねじ込みを停止させる。また、螺子34をワーク32に押さえつける力は、第三期と同様に強く設定されている。これにより、第三期と同様に螺子34は、螺子頭のつぶれが回避される。
When the second period ends, the screw tightening robot 10 moves to a third period in which the screw 34 screwed in the second period is tightened and the torque applied to the screw 34 is adjusted to a preset tightening torque. The screw tightening robot 10 rotates the bit 16 at a lower speed than the other first and second periods, and tightens the screw 34 screwed at a high speed in the second period. Thereby, the screw 34 screwed into the screw hole 33 is adjusted with high accuracy to a preset tightening torque. Moreover, the force which presses the screw 34 against the workpiece | work 32 is set larger than the 1st period and the 2nd period. Thereby, the screw 34 is prevented from being crushed.
When the third period ends, the screw tightening robot 10 stops the tightening of the screw 34 whose tightening torque has been adjusted in the third period, and shifts to the fourth period in which the tightening torque applied to the screw 34 is stabilized. The screw fastening robot 10 stops the rotation of the bit 16 and stops the screw 34 from being screwed into the workpiece 32. Moreover, the force which presses the screw 34 against the workpiece | work 32 is set strongly similarly to the 3rd term. Thereby, like the third period, the screw 34 is prevented from being crushed.

以上のように、螺子締めロボット10は、第一期から第四期までを順に実行することにより、螺子34をワーク32の螺子穴33に締め込む。この螺子締めロボット10の作動は、図1に示すように螺子締めロボット10に接続するコントローラ36からの指示により、一連の流れとして実行される。パラメータ自動調整装置でパラメータを調整する場合、螺子締めロボット10は、螺子34およびワーク32からなるテストピースを組み付ける。このテストピースは、螺子締めロボット10で実際に組み付ける螺子34およびワーク32と同一の部材である。   As described above, the screw tightening robot 10 sequentially tightens the screw 34 into the screw hole 33 of the work 32 by sequentially executing the first period to the fourth period. The operation of the screw tightening robot 10 is executed as a series of flows according to an instruction from the controller 36 connected to the screw tightening robot 10 as shown in FIG. When adjusting parameters with the automatic parameter adjustment device, the screw tightening robot 10 assembles a test piece including the screw 34 and the workpiece 32. The test piece is the same member as the screw 34 and the workpiece 32 that are actually assembled by the screw fastening robot 10.

(パラメータ自動調整装置)
次に、上記の構成による螺子締めロボットの制御パラメータを自動で調節するパラメータ自動調整装置について説明する。
図1に示すようにパラメータ自動調整装置40は、螺子締めロボット10のコントローラ36と通信可能に接続されている。パラメータ自動調整装置40は、例えば図示しないCPU、RAMおよびROMからなる制御部41を有するパーソナルコンピュータにおいて、パラメータ自動調整プログラムを実行することによりソフトウェア的に実現されている。パラメータ自動調整装置40を構成するパーソナルコンピュータは、マウスやキーボードなどの入力部42、ディスプレイやプリンタなどの出力部43、HDDやEEPROMなどの記憶部44およびコントローラとの通信を実行する通信インターフェイス45などを有している。
(Automatic parameter adjustment device)
Next, an automatic parameter adjustment device that automatically adjusts the control parameters of the screw tightening robot having the above-described configuration will be described.
As shown in FIG. 1, the parameter automatic adjustment device 40 is communicably connected to the controller 36 of the screw tightening robot 10. The parameter automatic adjustment device 40 is realized in software by executing a parameter automatic adjustment program in a personal computer having a control unit 41 including a CPU, RAM, and ROM (not shown), for example. A personal computer constituting the parameter automatic adjustment device 40 includes an input unit 42 such as a mouse and a keyboard, an output unit 43 such as a display and a printer, a storage unit 44 such as an HDD and an EEPROM, and a communication interface 45 that performs communication with a controller. have.

パラメータ自動調整装置40は、制御部41においてパラメータ自動調整プログラムを実行することにより、螺子締めロボット10から取得した各種のデータなどに基づいてパラメータの自動調整を実行する。具体的には、パラメータ自動調整装置40は、螺子締めロボット10のコントローラ36から各種のデータを取得する第三期回転速度取得部51、第四期供給電流取得部52および実測締付けトルク取得部53を有している。また、パラメータ自動調整装置40は、ユーザが設定するデータの入力を受け付ける回転速度入力部54、目標トルク入力部55および第二期初期回転量設定部56を有している。さらに、パラメータ自動調整装置40は、定数決定部57およびパラメータ推定部58を有している。第三期回転速度取得部51は、螺子締めロボット10の第三期におけるビット16の回転数すなわちモータ21の回転数をコントローラ36から取得する。モータ21の回転数は、例えばモータ21へ供給する電流やモータ21へ印加する電圧、またはモータ21やビット16の回転数を直接検出する機器を用いて取得される。第四期供給電流取得部52は、螺子締めロボット10の第四期におけるモータ21への供給電流をコントローラ36から取得する。実測締付けトルク取得部53は、トルクセンサ27と協働して構成され、トルクセンサ27で検出した締付けトルクの実測値をコントローラ36から取得する。回転速度入力部54、目標トルク入力部55および第二期初期回転量設定部56は、出力部43の表示画面を利用して入力部42を経由して入力されるユーザからのデータ入力を受け付ける。定数決定部57およびパラメータ推定部58は、パラメータ自動調整プログラムを実行することによりパラメータ自動調整装置40においてソフトウェア的に実現されている。パラメータ推定部58は、テストパラメータ生成部61、締付けトルク推定モデル生成部62および締付けトルク学習部63を構成している。   The parameter automatic adjustment device 40 executes automatic parameter adjustment based on various data acquired from the screw fastening robot 10 by executing a parameter automatic adjustment program in the control unit 41. Specifically, the parameter automatic adjustment device 40 includes a third period rotational speed acquisition unit 51, a fourth period supply current acquisition unit 52, and a measured tightening torque acquisition unit 53 that acquire various data from the controller 36 of the screw tightening robot 10. have. The parameter automatic adjustment device 40 includes a rotation speed input unit 54, a target torque input unit 55, and a second period initial rotation amount setting unit 56 that receive input of data set by the user. Further, the parameter automatic adjustment device 40 includes a constant determination unit 57 and a parameter estimation unit 58. The third period rotation speed acquisition unit 51 acquires the rotation speed of the bit 16 in the third period of the screw fastening robot 10, that is, the rotation speed of the motor 21 from the controller 36. The rotation speed of the motor 21 is acquired using, for example, a current supplied to the motor 21, a voltage applied to the motor 21, or a device that directly detects the rotation speed of the motor 21 or the bit 16. The fourth period supply current acquisition unit 52 acquires the supply current to the motor 21 in the fourth period of the screw fastening robot 10 from the controller 36. The measured tightening torque acquisition unit 53 is configured in cooperation with the torque sensor 27, and acquires an actual measured value of the tightening torque detected by the torque sensor 27 from the controller 36. The rotational speed input unit 54, the target torque input unit 55, and the second period initial rotation amount setting unit 56 receive data input from the user that is input via the input unit 42 using the display screen of the output unit 43. . The constant determination unit 57 and the parameter estimation unit 58 are realized by software in the parameter automatic adjustment device 40 by executing a parameter automatic adjustment program. The parameter estimation unit 58 constitutes a test parameter generation unit 61, a tightening torque estimation model generation unit 62, and a tightening torque learning unit 63.

第三期回転速度取得部51は、第三期において螺子34をワーク32に締め込む回転速度ω3を取得する。具体的には、第三期回転速度取得部51は、例えばモータ21に供給される電流、モータ21に印加される電圧、あるいは回転数センサ71で直接検出した回転数などから、第三期において螺子34をワーク32に締め込む回転速度ω3を取得する。第四期供給電流取得部52は、第四期において回転駆動機構部15のモータ21に供給する電流τを取得する。実測締付けトルク取得部53は、上述のトルクセンサ27から螺子34をワーク32の螺子穴33にねじ込む際に螺子34に加わるトルク、すなわちシャフト22を経由してビット16に接続するモータ21の回転軸23に加わるトルクを取得する。 The third period rotational speed acquisition unit 51 acquires the rotational speed ω3 at which the screw 34 is fastened to the workpiece 32 in the third period. Specifically, the third period rotational speed acquisition unit 51 determines whether the third period from the current supplied to the motor 21, the voltage applied to the motor 21, or the rotation number directly detected by the rotation number sensor 71. The rotational speed ω3 at which the screw 34 is fastened to the work 32 is acquired. The fourth period supply current acquisition unit 52 acquires a current τ 4 to be supplied to the motor 21 of the rotation drive mechanism unit 15 in the fourth period. The measured tightening torque acquisition unit 53 is a torque applied to the screw 34 when the screw 34 is screwed into the screw hole 33 of the workpiece 32 from the torque sensor 27 described above, that is, the rotating shaft of the motor 21 connected to the bit 16 via the shaft 22. The torque applied to 23 is acquired.

回転速度入力部54は、第三期において螺子34を締め込む回転速度として任意の高信頼回転速度ω3c1、中信頼回転速度ω3c2および低信頼回転速度ω3c3の入力を受け付ける。これら高信頼回転速度ω3c1、中信頼回転速度ω3c2および低信頼回転速度ω3c3は、いずれもユーザが設定可能な任意の値である。目標トルク入力部55は、第三期における締付けトルクの目標値である目標締付けトルクτの入力を受け付ける。この目標締付けトルクτも、第三期において螺子締めロボット10に期待するユーザの任意の締付けトルクの目標値である。定数決定部57は、この目標締付けトルクτに、予め設定された任意の誤差範囲を含めた定数Cτを算出する。第二期初期回転量設定部56は、螺子締めロボット10において最初にテストピースを組み付けてこの螺子締めロボット10の初期特性を取得するとき、第二期における初期回転量を「1回」に設定する。パラメータ推定部58は、上記で取得した各種のデータおよびユーザからの入力によって設定された各種の値に基づいて、螺子締めロボット10を調整するパラメータを推定する。テストパラメータ生成部61は、テストピースを組み付けるごとに、螺子34の締付けトルクに関係するテストパラメータを生成する。記憶部44は、テストピースを組み付けるごとに、テストパラメータ生成部61で生成したテストパラメータ、および実測締付けトルク取得部53で取得したトルク実測値τを関連づけた履歴を記憶する。締付けトルク推定モデル生成部62は、螺子締めロボット10の螺子締めパラメータに基づいて締付けトルクを推定した締付けトルク推定モデルを生成する。締付けトルク学習部63は、記憶部44に記憶されたテストパラメータおよびトルク実測値τの履歴を用いて、締付けトルク推定モデル生成部62で生成した締付けトルク推定モデルを学習して学習後締付けトルク推定モデルを生成する。パラメータ推定部58は、締付けトルク学習部63で学習した学習後締付けトルク推定モデルを用いて螺子締めロボット10における螺子締めパラメータの最適値を推定する。これらパラメータ推定部58の詳細な処理については後述する。 The rotational speed input unit 54 accepts input of arbitrary high-reliability rotational speed ω 3c1 , medium-reliable rotational speed ω 3c2 and low-reliable rotational speed ω 3c3 as rotational speeds for tightening the screw 34 in the third period. These high-reliability rotational speed ω 3c1 , medium-reliable rotational speed ω 3c2, and low-reliable rotational speed ω 3c3 are all arbitrary values that can be set by the user. The target torque input unit 55 receives an input of a target tightening torque τ g that is a target value of the tightening torque in the third period. This target tightening torque τ g is also a target value of a user's arbitrary tightening torque expected from the screw tightening robot 10 in the third period. The constant determination unit 57 calculates a constant C τ including an arbitrary error range set in advance in the target tightening torque τ g . The second period initial rotation amount setting unit 56 sets the initial rotation amount in the second period to “one time” when the test piece is first assembled in the screw tightening robot 10 to acquire the initial characteristics of the screw tightening robot 10. To do. The parameter estimation unit 58 estimates parameters for adjusting the screw tightening robot 10 based on the various data acquired above and the various values set by the input from the user. Each time the test piece is assembled, the test parameter generation unit 61 generates a test parameter related to the tightening torque of the screw 34. Each time the test piece is assembled, the storage unit 44 stores a history in which the test parameter generated by the test parameter generation unit 61 and the actual torque value τ f acquired by the actual tightening torque acquisition unit 53 are associated with each other. The tightening torque estimation model generation unit 62 generates a tightening torque estimation model in which the tightening torque is estimated based on the screw tightening parameters of the screw tightening robot 10. The tightening torque learning unit 63 learns the tightening torque estimation model generated by the tightening torque estimation model generation unit 62 using the test parameters stored in the storage unit 44 and the history of the actually measured torque value τ f and learns the tightening torque after learning. Generate an estimation model. The parameter estimation unit 58 estimates the optimum value of the screw tightening parameter in the screw tightening robot 10 using the post-learning tightening torque estimation model learned by the tightening torque learning unit 63. Detailed processing of the parameter estimation unit 58 will be described later.

(パラメータ調整処理)
以下、上述の構成によるパラメータ自動調整装置40によるパラメータ調整処理の流れについて詳細に説明する。
<記号および定数の定義>
以下の説明において使用する記号および定数について次のように定義する。
(Parameter adjustment processing)
Hereinafter, the flow of parameter adjustment processing by the parameter automatic adjustment device 40 having the above-described configuration will be described in detail.
<Definition of symbols and constants>
The symbols and constants used in the following description are defined as follows.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

上記で定義した定数は、本実施形態で用いたものであり、螺子締めロボット10の特性や対象となる螺子34およびワーク32の種類などによって任意に変更することができる。また、本件の明細書および特許請求の範囲では、文書内で表示している文字と数式のイメージで表示した文字との間に書体の差があるものの、特に説明しない限り書体の差は同一の文字として扱うものとする。また、以下の説明では、「第一期」を「1期」、「第二期」を「2期」、「第三期」を「3期」および「第四期」を「4期」と簡略化して表記することもあるが、相互に同一の意義として扱うものとする。さらに、各係数Cの右肩に示されている文字は、「べき数」ではなく、各係数を識別するための「文字」である。   The constants defined above are those used in this embodiment, and can be arbitrarily changed depending on the characteristics of the screw fastening robot 10 and the types of the target screw 34 and workpiece 32. In the present specification and claims, there is a difference in typeface between characters displayed in the document and characters displayed in the mathematical image, but the difference in typeface is the same unless otherwise specified. It shall be treated as a character. In the following explanation, “First period” is “1 period”, “Second period” is “2 period”, “Third period” is “3 period” and “Fourth period” is “4 period”. May be expressed in a simplified manner, but they shall be treated as having the same significance. Furthermore, the characters shown on the right shoulder of each coefficient C are not “power numbers” but “characters” for identifying each coefficient.

<初期設定データ>
ユーザは、パラメータ自動調整装置40を用いてパラメータ調整を実行するに際し、図5に示す各種の初期データを入力する。初期データは、パラメータ自動調整装置40を構成するパーソナルコンピュータのディスプレイなどの出力部43に表示された入力画面を利用して、パーソナルコンピュータの入力部42から入力される。図5において、「呼び」とは、例えばM3やM4などの螺子34の規格を意味するものである。「目標締付けトルクτ」とは、「締付けトルクの目標値」に相当する。「調整モード」とは、パラメータ自動調整装置40を利用してパラメータを調整する際に用意されている任意に選択可能なモードである。本実施形態の場合、パラメータ自動調整装置40は、「精度優先モード」、「時間優先モード」および「速度固定モード」を用意している。「精度優先モード」は、調整した締付けトルクが目標値に近似するように第三期の回転速度の精度を優先するモードである。「時間優先モード」は、平均締付け時間が短縮されるように第三期の回転速度を優先するモードである。「速度固定モード」は、第三期の回転速度を固定するモードである。「3期速度候補」とは、第三期における速度候補である。本実施形態の場合、任意の速度候補を三つ設定することができる。この場合、「3期速度候補1」は、上述の調整モードのすべてにおいて設定される。一方、「精度優先モード」の場合、三つの速度候補である「3期速度候補1」、「3期速度候補2」および「3期速度候補3」のすべてを設定する。この場合、「3期速度候補1」は、第一速度候補に相当し、第三期において想定される範囲内で最も期待値の高い、すなわち第三期における回転速度として最も相応しいと思われる任意の値として設定される。一方、「3期速度候補2」は、第二速度候補に相当し、「3期速度候補1」よりも期待値が低いものの安全性が高い任意の値として設定される。同様に「3期速度候補3」は、「3期速度候補2」よりも期待値が低いものの安全性がさらに高い任意の値として設定される。
<Initial setting data>
The user inputs various initial data shown in FIG. 5 when performing parameter adjustment using the parameter automatic adjustment device 40. The initial data is input from the input unit 42 of the personal computer using an input screen displayed on the output unit 43 such as a display of the personal computer constituting the parameter automatic adjustment device 40. In FIG. 5, “call” means a standard of the screw 34 such as M3 or M4. “Target tightening torque τ g ” corresponds to “target value of tightening torque”. The “adjustment mode” is an arbitrarily selectable mode prepared when parameters are adjusted using the parameter automatic adjustment device 40. In the case of the present embodiment, the parameter automatic adjustment device 40 provides “accuracy priority mode”, “time priority mode”, and “speed fixed mode”. The “accuracy priority mode” is a mode in which priority is given to the accuracy of the rotation speed in the third period so that the adjusted tightening torque approximates the target value. The “time priority mode” is a mode in which the rotation speed of the third period is prioritized so that the average tightening time is shortened. The “speed fixed mode” is a mode for fixing the rotation speed in the third period. The “third period speed candidate” is a speed candidate in the third period. In this embodiment, three arbitrary speed candidates can be set. In this case, “3rd phase speed candidate 1” is set in all the adjustment modes described above. On the other hand, in the “accuracy priority mode”, all of three speed candidates “third period speed candidate 1”, “third period speed candidate 2”, and “third period speed candidate 3” are set. In this case, “3rd phase speed candidate 1” corresponds to the 1st speed candidate and has the highest expected value within the range assumed in the 3rd period, that is, the arbitrary speed that seems to be most suitable as the rotation speed in the 3rd period. Is set as the value of. On the other hand, “3rd period speed candidate 2” corresponds to the second speed candidate, and is set as an arbitrary value with higher safety than the “3rd period speed candidate 1”, although the expected value is lower. Similarly, “3rd period speed candidate 3” is set as an arbitrary value that has a lower safety value than “3rd period speed candidate 2” but has higher safety.

<螺子締めロボットの動作テスト結果>
螺子締めロボット10の動作テストを実行することにより、パラメータ自動調整装置40は、螺子締めロボット10から図6に示すデータを取得する。図6に示す「締付けトルク」は、螺子締めロボット10の動作テストによって得られる螺子34の締付けに加わったトルクである。この「締付けトルク」は、トルクセンサ27から実測締付けトルク取得部53に取得される。なお、「締付けトルク」は、螺子締めロボット10で締付け動作を実行した後、手動で増し締めトルクや緩みトルクを計測して入力してもよい。「制御電流データ」は、ビット16を回転するモータ21の回転軸23の電流波形である。「制御ステップデータ」は、螺子締め動作が現在いずれの「期」にあるかを示すデータである。「締付け時間」は、螺子締めロボット10が動作テストにおいて螺子締めに所要した時間である。
<Operation test result of screw tightening robot>
By executing an operation test of the screw tightening robot 10, the parameter automatic adjustment device 40 acquires data shown in FIG. 6 from the screw tightening robot 10. The “tightening torque” shown in FIG. 6 is a torque applied to the fastening of the screw 34 obtained by an operation test of the screw fastening robot 10. This “tightening torque” is acquired from the torque sensor 27 to the actually measured tightening torque acquisition unit 53. The “tightening torque” may be input by manually measuring the additional tightening torque or the loosening torque after executing the tightening operation by the screw tightening robot 10. “Control current data” is a current waveform of the rotating shaft 23 of the motor 21 that rotates the bit 16. “Control step data” is data indicating which “period” the screw fastening operation is currently in. “Tightening time” is the time required for screw tightening by the screw tightening robot 10 in the operation test.

<動作テスト結果を処理して得られるデータ>
パラメータ自動調整装置40は、螺子締めロボット10から取得したデータを用いて、図7に示す次のようなデータを内部処理によって生成する。ここで、第三期安定区間は、第三期のうち、螺子34に取り付けられている座金などがワーク32の端面に着座する影響を受けない区間とする。図7に示す「3期安定時間」は、第三期安定区間の所要時間を意味する。また、「3期安定回転量」は、第三期安定区間の回転量を意味する。
<Data obtained by processing operation test results>
The parameter automatic adjustment device 40 generates the following data shown in FIG. 7 by internal processing using the data acquired from the screw fastening robot 10. Here, the third period stable section is a section in the third period in which the washer attached to the screw 34 is not affected by the seating on the end surface of the workpiece 32. “Third period stable time” shown in FIG. 7 means the time required for the third period stable section. Further, the “third period stable rotation amount” means the rotation amount of the third period stable section.

パラメータ自動調整装置40は、「制御ステップデータ」が第三期である範囲において、「制御電流データ」が最大となる値を、第三期最大電流値「τ max」として取得する。ここで、パラメータ自動調整装置40は、第三期において、τ≦τ max×CStThの区間を第三期安定区間とする。また、パラメータ自動調整装置40は、この第三期安定区間の時間を、上述の通り「3期安定時間ts3」とする。 The parameter automatic adjustment device 40 acquires, as the third period maximum current value “τ 3 max ”, the value at which the “control current data” is maximum in the range where the “control step data” is in the third period. Here, in the third period, the parameter automatic adjustment device 40 sets the section of τ 3 ≦ τ 3 max × C StTh as the third period stable section. Moreover, the parameter automatic adjustment device 40 sets the time of the third period stable section as “the third period stable time t s3 ” as described above.

なお、仮に第三期の区間が複数に分かれたときは、最も長い区間を第三期安定区間とする。例えば第二期において螺子34を回転駆動するモータ21は高速で回転するため、多くの電流が供給される。そのため、この第二期における電流が第三期の開始時に維持され、第三期の初期において短い区間が算出される場合がある。上述のように最も長い区間を第三期安定区間とすることにより、この短い区間が以下の処理に与える影響は排除される。   If the third period is divided into a plurality of sections, the longest section is set as the third stable section. For example, in the second period, the motor 21 that rotationally drives the screw 34 rotates at a high speed, and thus a large amount of current is supplied. For this reason, the current in the second period is maintained at the start of the third period, and a short interval may be calculated in the initial period of the third period. As described above, by setting the longest section as the third period stable section, the influence of this short section on the following processing is eliminated.

また、生じるおそれは小さいものの、係数CStThが小さいとき、ねじ込み中の負荷による電流の変化にともない第三期安定区間が分かれてしまうおそれがある。これは、次のような手順によって検出することができる。すなわち、通常であれば、第三期の所要時間tと第三期における安定区間の時間つまり3期安定時間ts3とが大きく異なることはない。そこで、ts3/t<Cとして、第三期安定区間の分割を検出することができる。この場合、パラメータ自動調整装置40は、例えばCStTh=CStTh+(1−CStTh)/2として更新し、螺子締めロボット10の動作テストをやり直したり、CStThが低い旨を通知して調整を「NG」として終了してもよい。 In addition, although the possibility of occurrence is small, when the coefficient C StTh is small, there is a possibility that the third period stable section is divided along with a change in current due to a load during screwing. This can be detected by the following procedure. That is, if the normal time that is three quarters stabilization time stable section t s3 and differ it is not in the third period of time required t 3 the third trimester. Therefore, as t s3 / t 3 <C x , it is possible to detect the division of the third phase stable section. In this case, the parameter automatic adjustment device 40 is updated as, for example, C StTh = C StTh + (1−C StTh ) / 2, and the operation test of the screw tightening robot 10 is performed again or an adjustment is made by notifying that C StTh is low. May be terminated with “NG”.

パラメータ自動調整装置40は、次の式によって「3期安定回転量Rs3」を算出する。
3期安定回転量Rs3=3期安定時間ts3×3期回転速度ω/モータ速度係数Cms
ここで、係数は、図8に基づいて以下のように設定する。図8は、第三期における電流τの変化を示す模式図である。
The parameter automatic adjustment device 40 calculates “three-phase stable rotation amount R s3 ” by the following equation.
3rd period stable rotation amount R s3 = 3rd period stable time t s3 × 3rd period rotation speed ω 3 / motor speed coefficient C ms
Here, the coefficients are set as follows based on FIG. FIG. 8 is a schematic diagram showing a change in the current τ 3 in the third period.

・3期安定区間算出係数[−]:CStTh=0.33
このCStThの値は、螺子締めロボット10によるねじ込み動作中に当然に生じる自然な負荷の変化、すなわち図8におけるリップル状の変化を検出することなく、かつ螺子34に取り付けられた座金などの影響による電流の上昇を排除できる値である。本実施形態では、経験的に、CStTh=0.33としている。
・ 3 period stable interval calculation coefficient [-]: C StTh = 0.33
The value of CStTh is an effect of a washer attached to the screw 34 without detecting a natural load change naturally occurring during the screwing operation by the screw tightening robot 10, that is, a ripple-like change in FIG. It is a value that can eliminate an increase in current due to. In the present embodiment, C StTh = 0.33 is empirically set.

・モータ速度係数[ms]:Cms=1200
このモータ速度係数Cmsは、モータ21の回転速度が1(%)のとき、モータ21が1回転に要する時間(ms)に相当する。そのため、モータ速度係数Cmsは、モータ21の種類または形式などが決定すれば、自動的に決定される値である。本実施形態では、上述の通りCms=1200としている。
・ Motor speed coefficient [ms]: C ms = 1200
This motor speed coefficient C ms corresponds to the time (ms) required for one rotation of the motor 21 when the rotation speed of the motor 21 is 1 (%). Therefore, the motor speed coefficient C ms is a value that is automatically determined when the type or type of the motor 21 is determined. In the present embodiment, C ms = 1200 as described above.

<パラメータ自動調整装置が螺子締めロボットに出力するパラメータ>
パラメータ自動調整装置40は、螺子締めロボット10に対し、図9に示す次のようなデータを出力する。具体的には、パラメータ自動調整装置40は、「第二期における回転量」、「第三期における螺子締めトルクの制限値」、「第三期における着座判定トルク」、「第三期における螺子締め速度」、「第四期における螺子締めトルク制限値」、および「第四期における螺子締めトルク判定値」を出力する。これらのパラメータは、公知の螺子締めロボット10において出力されるパラメータと相違がない。
<Parameters that the parameter automatic adjustment device outputs to the screw tightening robot>
The parameter automatic adjustment device 40 outputs the following data shown in FIG. 9 to the screw fastening robot 10. Specifically, the parameter automatic adjustment device 40 includes the “rotation amount in the second period”, the “limit value of the screw tightening torque in the third period”, the “seating determination torque in the third period”, and the “screw in the third period”. “Tightening speed”, “Screw tightening torque limit value in the fourth period”, and “Screw tightening torque determination value in the fourth period” are output. These parameters are not different from the parameters output by the known screw tightening robot 10.

<テスト履歴データ>
パラメータ自動調整装置40は、螺子締めロボット10において動作テストを実行するごとに、取得したデータおよび出力したデータを履歴として記憶部44に蓄積する。
<Test history data>
The parameter automatic adjustment device 40 accumulates the acquired data and the output data in the storage unit 44 as a history each time an operation test is executed in the screw tightening robot 10.

<初期特性調査処理の流れ>
パラメータ自動調整装置40は、上記の初期設定データの入力が行われると、初期特性調査処理へ移行する。図10に基づいて初期特性調査処理について説明する。初期特性調査処理は、螺子締めロボット10において最初にテストピースを組み付けて螺子締めロボット10の初期特性を取得する処理である。ここで、テストピースとは、上述のように螺子締めロボット10を実際に適用して組み立てる対象となる螺子34とワーク32とからなる試験用の部材である。
<Flow of initial characteristic investigation process>
When the initial setting data is input, the parameter automatic adjustment device 40 proceeds to the initial characteristic investigation process. The initial characteristic investigation process will be described with reference to FIG. The initial characteristic investigation process is a process for acquiring the initial characteristic of the screw tightening robot 10 by first assembling the test piece in the screw tightening robot 10. Here, the test piece is a test member including the screw 34 and the workpiece 32 to be assembled by actually applying the screw fastening robot 10 as described above.

パラメータ自動調整装置40は、初期特性調査処理において、より安全性の高いパラメータを用いて螺子締めロボット10を動作させ、螺子締めロボット10の初期特性を調査する。すなわち、パラメータ自動調整装置40を用いたパラメータ調整の開始直後、つまり螺子締めロボット10を最初に作動させてテストピースを組み付けるとき、ワーク32に対し螺子34をねじ込む量は不明である。そのため、第二期における回転量はどの程度に設定するのがよいのかは不明である。ここで、第二期における回転速度は図4に示す通り他の期に比較して高速である。そのため、第二期における回転量が大きすぎると、ねじ込まれた螺子34は最終的に大きな衝撃をともなってワーク32に着座する。その結果、ワーク32や螺子34だけでなく、螺子締めロボット10の損傷を招くおそれがある。そこで、パラメータ自動調整装置40は、初期特性処理において、まず回転量特性テストを実行し、段階的に第二期における回転量を増加させる。そして、パラメータ自動調整装置40は、第二期における回転量を概略的に設定した後、第二期における電流および速度と締付けトルクとの関係を調査する。   The automatic parameter adjustment device 40 operates the screw tightening robot 10 using parameters with higher safety in the initial characteristic checking process, and checks the initial characteristics of the screw tightening robot 10. That is, immediately after the start of parameter adjustment using the automatic parameter adjustment device 40, that is, when the test piece is assembled by first operating the screw fastening robot 10, the amount of screwing the screw 34 into the workpiece 32 is unknown. Therefore, it is unclear how much the amount of rotation in the second period should be set. Here, the rotation speed in the second period is higher than that in the other periods as shown in FIG. For this reason, if the amount of rotation in the second period is too large, the screwed screw 34 is finally seated on the work 32 with a large impact. As a result, not only the workpiece 32 and the screw 34 but also the screw fastening robot 10 may be damaged. Therefore, the automatic parameter adjustment device 40 first executes a rotation amount characteristic test in the initial characteristic process, and gradually increases the rotation amount in the second period. Then, the parameter automatic adjustment device 40 roughly sets the rotation amount in the second period, and then investigates the relationship between the current and speed and the tightening torque in the second period.

初期特性調査処理に移行すると、パラメータ自動調整装置40は、「回転量特性テスト1」を実行し、この「回転量特性テスト1」におけるパラメータを取得する(S101)。そして、パラメータ自動調整装置40は、螺子締めロボット10の動作をテストし(S102)、「回転量特性テスト1」が完了したか否かを判断する(S103)。   When the process proceeds to the initial characteristic investigation process, the parameter automatic adjustment device 40 executes “rotation amount characteristic test 1” and acquires parameters in this “rotation amount characteristic test 1” (S101). Then, the parameter automatic adjustment device 40 tests the operation of the screw fastening robot 10 (S102), and determines whether or not the “rotation amount characteristic test 1” is completed (S103).

「回転量特性テスト1」では、パラメータ自動調整装置40は、第二期における回転量を最小とした状態で螺子締めロボット10の動作をテストする。すなわち、「回転量特性テスト1」のとき、第二期初期回転量設定部56は、第二期おける回転量の初期値を「1回」に設定する。なお、第二期における回転量の初期値を「0回」とすると、第一期から第三期へ直接移行し、第二期が消失したことと同義となる。そのため、第二期のない螺子締めロボット10の特性は実際に用いる螺子締めロボット10の特性と異なることとなり、パラメータの調整が困難になる。そこで、第二期初期回転量設定部56は、第二期における回転量の初期値を「1回」に設定している。また、「回転量特性テスト1」のとき、パラメータ自動調整装置40は、第三期における回転速度として図5に示す「3期速度候補1」を用いるとともに、第四期における電流値は予め設定されているデフォルト値を用いる。なお、本実施形態では、螺子締めロボット10の第二期における回転量が「1回未満」となるような特殊な螺子については想定していない。
したがって、テストパラメータ生成部61は、「回転量テスト1」におけるテストパラメータを次の通り設定する。
In “rotation amount characteristic test 1”, the parameter automatic adjustment device 40 tests the operation of the screw tightening robot 10 in a state where the rotation amount in the second period is minimized. That is, in the “rotation amount characteristic test 1”, the second period initial rotation amount setting unit 56 sets the initial value of the rotation amount in the second period to “one time”. In addition, if the initial value of the rotation amount in the second period is “0”, it is synonymous with the direct transition from the first period to the third period and the disappearance of the second period. Therefore, the characteristics of the screw tightening robot 10 without the second period are different from the characteristics of the screw tightening robot 10 that is actually used, and parameter adjustment becomes difficult. Therefore, the second period initial rotation amount setting unit 56 sets the initial value of the rotation amount in the second period to “one time”. In the “rotation amount characteristic test 1”, the automatic parameter adjustment device 40 uses “third period speed candidate 1” shown in FIG. 5 as the rotation speed in the third period, and the current value in the fourth period is set in advance. Use the default values specified. In the present embodiment, no special screw is assumed such that the amount of rotation of the screw fastening robot 10 in the second period is “less than once”.
Therefore, the test parameter generation unit 61 sets the test parameters in the “rotation amount test 1” as follows.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

パラメータ自動調整装置40は、S101において「回転量特性テスト1」を実行することにより、得られた「3期安定回転量の平均値」の精度が十分高くなると、「回転量特性テスト1」を終了する。ここで、精度を確保するための基準として、一般に平均値の点推定を行い、推定された区間が予め設定された閾値以下であるとき、精度が確保されたとする手法がある。しかし、第三期における安定的な回転量の平均値すなわち「3期安定回転量の平均値」は、その分散がワーク32や螺子34を変更してもほとんど変化しない。そこで、推定された区間は、実質的にテストの回数によって決定される。そのため、本実施形態の場合、パラメータ自動調整装置40は、S102においてテスト回数が「3回」つまり「回転量特性テスト1」によるテストピースの組み立てを「3回」実行すると、「回転量特性テスト1」を完了としている。なお、例えば第一期における螺子34とワーク32との噛み合いが達成できない場合のようにテストが「NG」となった場合、テスト回数はカウントしない。   The parameter automatic adjustment device 40 executes “rotation amount characteristic test 1” in S101, and when the accuracy of the “average value of the three-phase stable rotation amount” obtained becomes sufficiently high, “rotation amount characteristic test 1” is executed. finish. Here, as a standard for ensuring accuracy, there is generally a method in which point estimation of an average value is performed and accuracy is ensured when an estimated interval is equal to or less than a preset threshold value. However, the average value of the stable rotation amount in the third period, that is, the “average value of the third period stable rotation amount” hardly changes even if the dispersion changes the workpiece 32 or the screw 34. Therefore, the estimated interval is substantially determined by the number of tests. Therefore, in the case of the present embodiment, the parameter automatic adjustment device 40 executes the “rotation amount characteristic test” when the test number is “3 times”, that is, the test piece is assembled “3 times” by the “rotation amount characteristic test 1” in S102. 1 ”is completed. For example, when the test is “NG” as in the case where the engagement between the screw 34 and the work 32 in the first period cannot be achieved, the number of tests is not counted.

パラメータ自動調整装置40は、S102に螺子締めロボット10の動作をテストする場合、まず螺子締めロボット10へ各種パラメータを転送する。この場合、パラメータ自動調整装置40は、転送する段階で設定されているすべてのパラメータを螺子締めロボット10へ転送する。螺子締めロボット10は、パラメータ自動調整装置40から転送された各種パラメータを用いて動作し、ワーク32に対する螺子34のねじ込みを実行する。このとき、パラメータ自動調整装置40は、動作する螺子締めロボット10からモータ21の電流波形およびトルクセンサ27で検出した締付けトルクを取得する。パラメータ自動調整装置40は、取得した電流波形および締付けトルクを記憶部44に記憶する。   When testing the operation of the screw tightening robot 10 in S102, the parameter automatic adjustment device 40 first transfers various parameters to the screw tightening robot 10. In this case, the parameter automatic adjustment device 40 transfers all parameters set in the transfer stage to the screw tightening robot 10. The screw tightening robot 10 operates using various parameters transferred from the parameter automatic adjustment device 40 and executes screwing of the screw 34 into the workpiece 32. At this time, the parameter automatic adjustment device 40 acquires the current waveform of the motor 21 and the tightening torque detected by the torque sensor 27 from the operating screw tightening robot 10. The parameter automatic adjustment device 40 stores the acquired current waveform and tightening torque in the storage unit 44.

パラメータ自動調整装置40は、S103において「回転量特性テスト1」が完了したと判断すると(S103:Yes)、「回転量特性テスト2」を実行し、この「回転量特性テスト2」におけるパラメータを取得する(S104)。そして、パラメータ自動調整装置40は、螺子締めロボット10の動作をテストし(S105)、「回転量特性テスト2」が完了したか否かを判断する(S106)。パラメータ自動調整装置40は、S103において「回転量特性テスト1」が完了していないと判断すると(S103:No)、S101へリターンし、「回転量特性テスト1」を繰り返し実行する。   When the parameter automatic adjustment device 40 determines that “rotation amount characteristic test 1” is completed in S103 (S103: Yes), it executes “rotation amount characteristic test 2” and sets the parameters in this “rotation amount characteristic test 2”. Obtain (S104). Then, the parameter automatic adjustment device 40 tests the operation of the screw fastening robot 10 (S105), and determines whether or not the “rotation amount characteristic test 2” is completed (S106). If the parameter automatic adjustment device 40 determines in S103 that “rotation amount characteristic test 1” has not been completed (S103: No), it returns to S101 and repeatedly executes “rotation amount characteristic test 1”.

「回転量特性テスト2」では、パラメータ自動調整装置40は、第二期における回転量を「回転量特性テスト1」よりも大きく設定する。すなわち、「回転量特性テスト1」で第二期における回転量の初期値が「1回」と設定して動作をテストした後、「回転量特性テスト2」では「回転量特性テスト1」で取得したパラメータを利用して第二期における回転量の初期値を「回転量特性テスト1」よりも大きく設定する。「回転量特性テスト2」において設定する第二期の回転量は、次の考え方に基づいて算出される。ここで、上記のように第二期における回転量から第三期における安定回転量への変換係数Cr23として、Cr23=−1.2を設定すると、第二期における回転量と第三期における安定回転量との関係は、次のように算出することができる。 In “rotation amount characteristic test 2”, the parameter automatic adjustment device 40 sets the rotation amount in the second period to be larger than that of “rotation amount characteristic test 1”. That is, after setting the initial value of the rotation amount in the second period to “1” in “Rotation amount characteristic test 1” and testing the operation, in “Rotation amount characteristic test 2”, “Rotation amount characteristic test 1” The initial value of the rotation amount in the second period is set to be larger than “Rotation amount characteristic test 1” using the acquired parameters. The rotation amount of the second period set in the “rotation amount characteristic test 2” is calculated based on the following concept. Here, as described above, when C r23 = −1.2 is set as the conversion coefficient C r23 from the rotation amount in the second period to the stable rotation amount in the third period, the rotation amount in the second period and the third period The relationship with the stable rotation amount at can be calculated as follows.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

上式より、「3期安定回転量の平均値」とCrm3との中間の値を安全にテストできる第二期における回転量と考えることができる。そこで、第二期における回転量は、 From the above equation, an intermediate value between the “average value of the third period stable rotation amount” and C rm3 can be considered as the rotation amount in the second period at which it can be safely tested. Therefore, the amount of rotation in the second phase is

Figure 2012200809
Figure 2012200809

と設定する。
ここで、第三期回転量マージンCrm3について検証する。
第二期における回転量を調整する場合、次の三つの要件を満たすことが必要である。
・条件1:第二期において螺子34がワーク32に着座してはならない。
上述のように第二期における回転速度は高速である。そのため、第二期において螺子34がワーク32に着座すると、ワーク32および螺子34にとどまらず螺子締めロボット10の損傷を招く。一方、螺子34がワーク32に着座する限界値を算出するには、第三期における安定回転量すなわち「3期安定回転量:Rs3」のばらつきを考慮する必要がある。ワーク32に螺子34をねじ込む場合、第一期における噛み合いによって少なくとも1回転の誤差が生じる。そのため、ワーク32または螺子34のいずれか一方で0.5回転が誤差の最小値となる。さらに、この回転の誤差に螺子締めロボット10の特性のばらつきが加算される。本実施形態の場合、実験的な値として螺子締めロボット10の特性のばらつきによる誤差は0.7回転に設定している。
And set.
Here, the third period rotation amount margin C rm3 will be verified.
When adjusting the amount of rotation in the second phase, it is necessary to satisfy the following three requirements.
Condition 1: The screw 34 should not be seated on the workpiece 32 in the second period.
As described above, the rotation speed in the second period is high. Therefore, if the screw 34 is seated on the workpiece 32 in the second period, the screw fastening robot 10 is damaged without being limited to the workpiece 32 and the screw 34. On the other hand, in order to calculate the limit value at which the screw 34 is seated on the workpiece 32, it is necessary to consider the variation in the stable rotation amount in the third period, that is, the “third period stable rotation amount: R s3 ”. When the screw 34 is screwed into the workpiece 32, an error of at least one rotation occurs due to the meshing in the first stage. Therefore, 0.5 rotation is the minimum value of error in either the workpiece 32 or the screw 34. Further, variation in characteristics of the screw tightening robot 10 is added to the rotation error. In the case of the present embodiment, an error due to variation in characteristics of the screw tightening robot 10 is set to 0.7 rotation as an experimental value.

・条件2:第三期の安定回転量を確保する。
第二期における回転の勢いが残存したまま第三期を経て第四期に移行すると、締付けトルクのばらつきは大きくなる。そのため、第三期における安定回転量すなわち「3期安定回転量」は一定以上の量を確保することが望ましい。実験的に第三期における安定回転量が0.5回転確保されると、締付けトルクのばらつきが低減される。そこで、本実施形態では、第三期における安定回転量として0.5回転を確保している。
・条件3:条件1および条件2を満たしつつ第二期における回転量を増す。
・ Condition 2: Ensure stable rotation in the third period.
If the moment of rotation in the second period remains and the third period is passed to the fourth period, the variation in tightening torque increases. Therefore, it is desirable to secure a certain amount or more of the stable rotation amount in the third period, that is, the “third period stable rotation amount”. If the stable rotation amount in the third period is experimentally ensured by 0.5 rotation, the variation in the tightening torque is reduced. Therefore, in the present embodiment, 0.5 rotation is secured as the stable rotation amount in the third period.
Condition 3: Increase the amount of rotation in the second phase while satisfying Condition 1 and Condition 2.

螺子締めロボット10における第一期から第四期までを通した螺子締めの所要時間は、できる限り短縮することが望ましい。したがって、第二期における回転量は、大きいほど好ましい。
以上の条件1から条件3から、本実施形態では、第三期における安定回転量のマージンである「3期安定回転量マージン」は、
rm3=0.5+0.7+0.5=1.7
に設定する。
It is desirable to shorten the time required for screw tightening through the first period to the fourth period in the screw tightening robot 10 as much as possible. Therefore, the larger the amount of rotation in the second period, the better.
From the above condition 1 to condition 3, in the present embodiment, the “third period stable rotation amount margin” which is the margin of the stable rotation amount in the third period is
C rm3 = 0.5 + 0.7 + 0.5 = 1.7
Set to.

次に、第二期における回転量から第三期における安定回転量への変換係数Cr23について検証する。
定性的に、第二期における回転量Rが増加すると、第三期における安定回転量Rs3は、回転量Rの増加分だけ減少する。すなわち、Cr23=−1となるのが妥当である。しかしながら、実際には、例えば螺子34とワーク32との間の滑りや螺子締めロボット10のヒステリシスなどに起因して、Cr23=−1とはならない。すなわち、実験的にデータを収集すると、図11に示すように変換係数Cr23は、「−1」からずれた値となる。ここで、この変換係数Cr23を検証するために、第二期における回転量Rに対する第三期における安定回転量Rs3の関係を求め、図12に示している。図12に示すようにこれらの関係をロバスト(Robust)線形回帰、および線形(Normal)回帰すると、変換係数Cr23に相当する傾きは、Cr23=−1.18≒−1.2となっている。そこで、本実施形態では、この傾向を考慮して、Cr23=−1.2と設定する。
以上の理由から、テストパラメータ生成部61は、「回転量テスト2」におけるテストパラメータを次の通り設定する。
Next, the conversion coefficient Cr23 from the rotation amount in the second period to the stable rotation amount in the third period will be verified.
Qualitatively, when the rotation amount R 2 in the second period increases, the stable rotation amount R s3 in the third period decreases by the increase in the rotation amount R 2 . That is, it is appropriate that C r23 = −1. However, in practice, for example, C r23 = −1 does not occur due to slippage between the screw 34 and the workpiece 32, hysteresis of the screw tightening robot 10, or the like. That is, when data is experimentally collected, the conversion coefficient C r23 becomes a value deviated from “−1” as shown in FIG. Here, in order to verify the conversion coefficient C r23 , the relationship of the stable rotation amount R s3 in the third period to the rotation amount R 2 in the second period is obtained and shown in FIG. As shown in FIG. 12, when these relationships are robust linear regression and normal regression, the slope corresponding to the conversion coefficient C r23 becomes C r23 = −1.18≈−1.2. Yes. Therefore, in the present embodiment, considering this tendency, C r23 = −1.2 is set.
For the above reasons, the test parameter generation unit 61 sets the test parameters in the “rotation amount test 2” as follows.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

パラメータ自動調整装置40は、「回転量特性テスト1」と同様に、S104およびS105において「回転量特性テスト2」を3回実行する。そして、パラメータ自動調整装置40は、S106において「回転量特性テスト2」が完了したと判断すると(S106:Yes)、電流−速度特性のテストパラメータの生成へ移行する(S107)。そして、パラメータ自動調整装置40は、螺子締めロボット10の動作をテストし(S108)、電流−速度特性のテストパラメータの生成が完了したか否かを判断する(S109)。パラメータ自動調整装置40は、S106において「回転量特性テスト2」が完了してないと判断すると(S106:No)、S104へリターンし、「回転量特性テスト2」を繰り返し実行する。また、パラメータ自動調整装置40は、S109において電流−速度特性のテストパラメータの生成が完了したと判断すると(S109:Yes)、初期特性調査処理を完了する。一方、パラメータ自動調整装置40は、S109において電流−速度特性のテストパラメータの生成が完了していないと判断すると(S109:No)、S107へリターンし、テストパラメータの生成処理を繰り返す。   The parameter automatic adjustment device 40 executes “rotation amount characteristic test 2” three times in S104 and S105 in the same manner as “rotation amount characteristic test 1”. When the parameter automatic adjustment device 40 determines that the “rotation amount characteristic test 2” has been completed in S106 (S106: Yes), the process proceeds to generation of a test parameter for the current-speed characteristic (S107). Then, the parameter automatic adjustment device 40 tests the operation of the screw fastening robot 10 (S108), and determines whether or not the generation of the test parameter for the current-speed characteristic is completed (S109). If the parameter automatic adjustment device 40 determines in S106 that “rotation amount characteristic test 2” has not been completed (S106: No), it returns to S104 and repeatedly executes “rotation amount characteristic test 2”. If the automatic parameter adjustment device 40 determines in S109 that the generation of the current-speed characteristic test parameter has been completed (S109: Yes), it completes the initial characteristic investigation process. On the other hand, if the parameter automatic adjustment device 40 determines in S109 that the generation of the test parameter of the current-speed characteristic is not completed (S109: No), the process returns to S107 and repeats the test parameter generation process.

電流−速度特性のテスト(以下、「電流−速度テスト」とする。)について詳細に説明する。パラメータ自動調整装置40は、電流−速度テストにおいて、電流および回転速度と締付けトルクとの関係を、予め初期的に設定されたデフォルトパラメータの付近で微少に変更しながら調査する。この調査は、後続するパラメータの調整処理において回帰分析がランク落ちになるのを防止する目的がある。この目的に従えば、回帰分析のパラメータが3個であることから、最低3点において関係を取得すれば足りる。本実施形態では、いわゆるロバスト性を高めるために、4点において関係を取得する。   The current-speed characteristic test (hereinafter referred to as “current-speed test”) will be described in detail. In the current-speed test, the parameter automatic adjustment device 40 investigates the relationship between the current and the rotational speed and the tightening torque while slightly changing in the vicinity of the default parameters set in advance. The purpose of this investigation is to prevent the regression analysis from being degraded in the subsequent parameter adjustment process. According to this purpose, since there are three parameters for regression analysis, it is sufficient to acquire the relationship at least at three points. In the present embodiment, the relationship is acquired at four points in order to improve so-called robustness.

電流−速度テストにおけるテストパラメータは、以下に示す第二期における回転量R、および第四期電流値−第三期速度を用いる。 As test parameters in the current-speed test, the rotation amount R 2 in the second period and the fourth period current value-the third period speed shown below are used.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

第二期における回転量は、上述のS101における「回転量特性テスト1」およびS104における「回転量特性テスト2」の各結果、ならびにS107における電流−速度テストの各結果から、下記の式1に示す第三期安定回転量のモデルRs3を学習し、Rs3=Crm3となるようにRを決定する。 The rotation amount in the second period is expressed by the following equation 1 from the results of “rotation amount characteristic test 1” in S101 and “rotation amount characteristic test 2” in S104 and the results of the current-speed test in S107. The model R s3 of the third period stable rotation amount shown is learned, and R 2 is determined so that R s3 = C rm3 .

具体的には、第二期における回転量は、「回転量特性テスト1」および「回転量特性テスト2」の結果に基づいて、式1からa、bを求める。つまり、「回転量特性テスト1」および「回転量特性テスト2」において固定値とした係数は、図13に示すようにロバスト線形回帰によって求められる。そして、第三期安定回転量Rs3とCrm3とが等しくなるようにRを設定する。具体的には、下記の式2とする。 Specifically, the rotation amount in the second phase, based on a result of the "rotation amount characteristic test 1" and "rotation amount characteristic test 2", seeking a I, b I from Formula 1. That is, the coefficient set to a fixed value in the “rotation amount characteristic test 1” and “rotation amount characteristic test 2” is obtained by robust linear regression as shown in FIG. As the third phase stable rotation amount R s3 and C rm3 is equal to set the R 2. Specifically, the following formula 2 is assumed.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

第四期電流値−第三期速度は、予め初期的に設定されたデフォルトパラメータ付近で微少に変更しながらテストを行う。但し、先に実行した「回転量特性テスト1」および「回転量特性テスト2」においてデフォルトパラメータを用いて試験した結果が得られている。そのため、既に「回転量特性テスト1」および「回転量特性テスト2」で得られた試験結果を参考にして次の三つのケースに分類する。   The fourth period current value-the third period speed is tested while being slightly changed in the vicinity of a default parameter set in advance. However, the results of testing using the default parameters in the “rotation amount characteristic test 1” and “rotation amount characteristic test 2” performed previously are obtained. Therefore, it is classified into the following three cases with reference to the test results already obtained in “Rotation amount characteristic test 1” and “Rotation amount characteristic test 2”.

●ケース1:「回転量特性テスト1」および「回転量特性テスト2」における締付けトルクのすべてが目標締付けトルクよりも小さい場合
●ケース2:「回転量特性テスト1」および「回転量特性テスト2」における締付けトルクのすべてが目標締付けトルクよりも大きい場合
●ケース3:ケース1およびケース2のいずれにも該当しない場合
● Case 1: When all the tightening torques in “Rotation amount characteristic test 1” and “Rotation amount characteristic test 2” are smaller than the target tightening torque ● Case 2: “Rotation amount characteristic test 1” and “Rotation amount characteristic test 2” When all of the tightening torques in "" are larger than the target tightening torque ● Case 3: When neither Case 1 nor Case 2 applies

ケース1の場合、第四期における電流値は、デフォルトパラメータにおいて、締付けトルクが不十分であることが明らかになっている。そのため、パラメータ自動調整装置40は、デフォルトパラメータを1.0〜1.2倍した範囲で電流−速度テストを実行する。   In case 1, it is clear that the current value in the fourth period has insufficient tightening torque in the default parameters. Therefore, the parameter automatic adjustment device 40 executes the current-speed test in a range obtained by multiplying the default parameter by 1.0 to 1.2.

また、ケース2の場合、第四期における電流値は、デフォルトパラメータにおいて、締付けトルクが過剰であることが明らかになっている。そのため、パラメータ自動調整装置40は、デフォルトパラメータを0.85〜1.0倍した範囲で電流−速度テストを実行する。
さらに、ケース3の場合、第四期における電流値は、デフォルトパラメータにおいて、締付けトルクが不足する場合および過剰な場合が混在している。そのため、パラメータ自動調整装置40は、デフォルトパラメータを0.85〜1.15倍した範囲で電流−速度テストを実行する。
Further, in case 2, it is clear that the current value in the fourth period has an excessive tightening torque in the default parameters. Therefore, the parameter automatic adjustment device 40 executes the current-speed test in a range in which the default parameter is multiplied by 0.85 to 1.0.
Further, in case 3, the current value in the fourth period includes a case where the tightening torque is insufficient and a case where it is excessive in the default parameters. Therefore, the parameter automatic adjustment device 40 executes the current-speed test in a range in which default parameters are multiplied by 0.85 to 1.15.

一方、パラメータ自動調整装置40は、第三期における回転速度について、最も信頼度が高いと思われるω=ω3c1を中心として、微少に回転速度を変更する。ここで、精度優先モードが選択されている場合、第三期における回転速度ωとして三種類の候補が設定されている。この場合、パラメータ自動調整装置40は、すべての候補を用いて電流−速度テストを実行する。これにより、ケース1の場合、パラメータ自動調整装置40は、図14に示すように上述のパラメータ条件を用いて4回のテスト、すなわちS108における螺子締めロボット10の動作テストを実行する。同様に、パラメータ自動調整装置40は、ケース2の場合、図15に示すように上述のパラメータ条件を用いて4回のテストを実行し、ケース3の場合、図16に示すように上述のパラメータ条件を用いて4回のテストを実行する。
パラメータ自動調整装置40は、S109において、S108における螺子締めロボット10の動作テストが4回実行されたと判断すると、電流−速度特性テストが完了したと判断する。
On the other hand, the parameter automatic adjustment device 40 slightly changes the rotation speed around the rotation speed in the third period, centering on ω 3 = ω 3c1 that seems to have the highest reliability. Here, when the accuracy priority mode is selected, three types of candidates are set as the rotation speed ω 3 in the third period. In this case, the parameter automatic adjustment device 40 performs a current-speed test using all candidates. Thereby, in case 1, the parameter automatic adjustment device 40 executes the test four times, that is, the operation test of the screw tightening robot 10 in S108 using the above-described parameter conditions as shown in FIG. Similarly, in the case 2, the automatic parameter adjustment device 40 executes four tests using the above-described parameter conditions as shown in FIG. 15, and in the case 3, the above-described parameter as shown in FIG. 16. Perform four tests using conditions.
If the parameter automatic adjustment device 40 determines in S109 that the operation test of the screw tightening robot 10 in S108 has been executed four times, it determines that the current-speed characteristic test has been completed.

<パラメータ調整処理>
上述の初期特性調査処理が完了すると、パラメータ自動調整装置40は、パラメータ調整処理へ移行する。図17に基づいてパラメータ調整処理について説明する。パラメータ自動調整装置40は、図10に示す上述の初期特性調査処理を完了すると、初期特性調査処理で取得した各種のパラメータおよび既に入力された初期設定データを利用してパラメータ調整処理を実行する。
<Parameter adjustment processing>
When the initial characteristic investigation process described above is completed, the parameter automatic adjustment device 40 proceeds to the parameter adjustment process. The parameter adjustment process will be described based on FIG. When the automatic parameter adjustment device 40 completes the initial characteristic investigation process shown in FIG. 10, the parameter automatic adjustment apparatus 40 executes the parameter adjustment process using the various parameters acquired in the initial characteristic investigation process and the already input initial setting data.

テストパラメータ生成部61は、パラメータ調整処理へ移行すると、第二期におけるテストパラメータを生成する(S201)。そして、テストパラメータ生成部61は、第三期における回転速度および第四期における電流値のテストパラメータを生成した後(S202)、第三期における電流値、第三期における螺子34がワーク32に着座したときの着座電流値、および第四期における判定電流値のテストパラメータを生成する(S203)。これらS201からS203においてテストパラメータが生成されると、パラメータ自動調整装置40は、螺子締めロボット10へ生成したパラメータを転送し(S204)、螺子締めロボット10において動作テストを実行する(S205)。そして、パラメータ自動調整装置40は、螺子締めロボット10から電流波形および締付けトルクの実測値を取得する(S206)。本実施形態の場合、パラメータ自動調整装置40は、このS204からS206の螺子締めロボット10における動作テストの処理を5回繰り返して実行する。したがって、パラメータ自動調整装置40は、螺子締めロボット10から電流波形および締付けトルクを取得すると、動作テストの実行回数が「5回」に到達したか否かを判断する(S207)。   When the process proceeds to the parameter adjustment process, the test parameter generation unit 61 generates a test parameter in the second period (S201). Then, the test parameter generation unit 61 generates the test parameter of the rotation speed in the third period and the current value in the fourth period (S202), and then the current value in the third period and the screw 34 in the third period become the workpiece 32. Test parameters for the seating current value when seated and the determination current value in the fourth period are generated (S203). When the test parameters are generated in S201 to S203, the parameter automatic adjustment device 40 transfers the generated parameters to the screw tightening robot 10 (S204), and executes an operation test in the screw tightening robot 10 (S205). Then, the parameter automatic adjustment device 40 acquires the measured values of the current waveform and the tightening torque from the screw tightening robot 10 (S206). In the case of the present embodiment, the parameter automatic adjustment device 40 repeatedly performs the operation test process in the screw tightening robot 10 from S204 to S206 five times. Accordingly, when the automatic parameter adjustment device 40 acquires the current waveform and the tightening torque from the screw tightening robot 10, it determines whether or not the number of executions of the operation test has reached “5 times” (S207).

パラメータ自動調整装置40は、S207において螺子締めロボット10の動作テストが「5回」繰り返して実行されていないと判断すると(S207:No)、S204へリターンし、S204からS206の処理を繰り返す。一方、パラメータ自動調整装置40は、S207において螺子締めロボット10の動作テストが「5回」繰り返して実行されたと判断すると(S207:Yes)、最適パラメータを設定するとともにこの最適パラメータの収束状態を報知する(S208)。そして、パラメータ自動調整装置40は、処理の途中に処理を中断する指示があったか否かを判断し(S209)、処理を中断する指示がなければ(S209:No)、パラメータ調整処理が完了したか否かを判断する(S210)。パラメータ自動調整装置40は、S209において処理を中断する指示があったとき(S209:Yes)およびS210においてパラメータ調整処理が完了したと判断したとき(S210:Yes)、パラメータ調整処理を終了する。一方、パラメータ自動調整装置は、S210においてパラメータ調整処理が完了していないと判断すると(S210:No)、S201へリターンし、処理を繰り返す。   If the parameter automatic adjustment device 40 determines in S207 that the operation test of the screw tightening robot 10 has not been repeatedly executed "5 times" (S207: No), the process returns to S204 and repeats the processing from S204 to S206. On the other hand, when the parameter automatic adjustment device 40 determines in S207 that the operation test of the screw tightening robot 10 has been repeatedly executed "5 times" (S207: Yes), it sets the optimum parameter and informs the convergence state of the optimum parameter. (S208). Then, the parameter automatic adjustment device 40 determines whether or not there is an instruction to interrupt the process in the middle of the process (S209). If there is no instruction to interrupt the process (S209: No), whether the parameter adjustment process is completed. It is determined whether or not (S210). The parameter automatic adjustment device 40 ends the parameter adjustment process when there is an instruction to interrupt the process at S209 (S209: Yes) and when it is determined that the parameter adjustment process is completed at S210 (S210: Yes). On the other hand, if the parameter automatic adjustment device determines that the parameter adjustment process is not completed in S210 (S210: No), the process returns to S201 and repeats the process.

以下、このパラメータ調整処理の詳細について説明する。
図17に示すパラメータ調整処理において、第二期における回転量は、すべての調整モードにおいて共通に設定する。
テストパラメータ生成部61は、パラメータ調整処理のS201における第二期における回転量のテストパラメータを、次の手順で算出する。
まず、パラメータ自動調整装置40は、初期特性調査処理を含む過去のすべてのテスト結果に基づいて、第三期における回転量について式3を用いて学習し、係数aおよびbを算出する。そして、パラメータ自動調整装置40は、第三期における安定回転量すなわち3期安定回転量Rs3がCrm3に等しくなるように式4に基づいて第二期における回転量を設定する。つまり、図18に示すように第二期における回転量Rと第三期における安定回転量Rs3との間には相関が得られる。
Details of the parameter adjustment process will be described below.
In the parameter adjustment process shown in FIG. 17, the rotation amount in the second period is set in common in all adjustment modes.
The test parameter generation unit 61 calculates the test parameter for the rotation amount in the second period in S201 of the parameter adjustment process according to the following procedure.
First, the automatic parameter adjustment device 40 learns the rotation amount in the third period using Equation 3 based on all past test results including the initial characteristic investigation process, and calculates the coefficients a s and b s . Then, the automatic parameter adjustment device 40 sets the rotation amount in the second period based on Expression 4 so that the stable rotation amount in the third period, that is, the third period stable rotation amount R s3 becomes equal to C rm3 . That is, the correlation is obtained between the stable rotation amount R s3 and the rotation amount R 2 in the third period in the second phase, as shown in FIG. 18.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

テストパラメータ生成部61は、パラメータ調整処理のS202における第三期の回転速度、第四期における電流値のテストパラメータを、次の手順で算出する。ここで、S202において生成する第三期の回転速度および第四期の電流値のテストパラメータは、「精度優先モード−通常」、「精度優先モード−簡易」、「時間優先モード」および「速度固定−簡易モード」のいずれかを任意に選択することができる。以下、これらをモードごとに説明する。   The test parameter generation unit 61 calculates the test parameters of the third-period rotation speed and the current value in the fourth period in S202 of the parameter adjustment process according to the following procedure. Here, the test parameters for the rotation speed of the third period and the current value of the fourth period generated in S202 are “accuracy priority mode-normal”, “accuracy priority mode-simple”, “time priority mode”, and “fixed speed”. -"Simple mode" can be arbitrarily selected. Hereinafter, these will be described for each mode.

●「精度優先モード−通常」のとき
第三期の回転速度ωおよび第四期の電流値τに対する締付けトルクτを算出する場合、これらの間には次のようなモデルが成立する。このモデルは、実験的に収集されたデータについて二乗誤差を最小にする観点で作成している。
● When “Accuracy Priority Mode-Normal” When calculating the tightening torque τ f for the rotation speed ω 3 in the third period and the current value τ 4 in the fourth period, the following model is established between them. . This model is created from the viewpoint of minimizing the square error for experimentally collected data.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

しかし、このモデルのように係数がaからaと多数存在する場合、テストピースを用いた螺子締めロボット10の動作テストを多数回繰り返す必要がある。そこで、係数を低減するために、締付けトルク推定モデル生成部62は、次の式をモデル1として生成する。 However, when there are a large number of coefficients a 1 to a 7 as in this model, it is necessary to repeat the operation test of the screw tightening robot 10 using the test piece many times. Therefore, in order to reduce the coefficient, the tightening torque estimation model generation unit 62 generates the following equation as a model 1.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

ここで、上記の式において「log」の項を含めているのは、第三期における回転速度ωが小さいとき、非線形に近似されるためである。そのため、第三期における回転速度ωが比較的大きく、その影響を排除可能であるとき、締付けトルク推定モデル生成部62は、次の式をモデル2として生成してもよい。 Here, the reason for including the term “log” in the above equation is that when the rotational speed ω 3 in the third period is small, it is approximated nonlinearly. Therefore, when the rotational speed ω 3 in the third period is relatively large and the influence thereof can be eliminated, the tightening torque estimation model generation unit 62 may generate the following equation as the model 2.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

ここで、締付けトルク学習部63は、螺子締めロボット10において実行したテストピースを組み立てる動作テストによって取得したデータから、上記の式のいずれかを用いて、係数u、w、vをそれぞれ学習する。この係数u、w、vは、螺子締めロボット10、螺子34およびワーク32の特性を表現している。   Here, the tightening torque learning unit 63 learns the coefficients u, w, and v from the data acquired by the operation test for assembling the test piece executed in the screw tightening robot 10 using any of the above formulas. The coefficients u, w, v represent the characteristics of the screw fastening robot 10, the screw 34, and the workpiece 32.

螺子締めロボット10の動作テストを実行するとき、ワーク32および螺子34からなるテストピースが動作テストごとに消費される。そのため、パラメータ調整処理は、可能な限り少ない動作テスト回数で終了することが望ましい。すなわち、係数u、w、vの推定精度を効率よく向上させるようにテストパラメータを選択する必要がある。そこで、本実施形態では、次のような考え方を導入している。   When the operation test of the screw fastening robot 10 is executed, a test piece composed of the workpiece 32 and the screw 34 is consumed for each operation test. Therefore, it is desirable that the parameter adjustment process is completed with as few operation tests as possible. That is, it is necessary to select test parameters so as to efficiently improve the estimation accuracy of the coefficients u, w, and v. Therefore, in the present embodiment, the following concept is introduced.

(1)最適パラメータ付近でのみ精度を向上する
最適パラメータを求めるということは、τ=τとなるτおよびωを求めることを意味する。そのため、上記したモデルでは、τ付近においてのみ精度が高ければ十分である。よって、τ=τが成立する可能性が高い領域では動作テストの回数を増加させることが望ましい。特に上記のモデルは、係数をu、v、wの三つに絞った近似式であるため、広い範囲の特性を求める場合、τから遠い領域では精度が著しく低下するからである。
(1) Improving accuracy only in the vicinity of the optimum parameter Obtaining the optimum parameter means obtaining τ 4 and ω 3 such that τ f = τ g . Therefore, in the above model, it is sufficient that the accuracy is high only in the vicinity of τ g . Therefore, it is desirable to increase the number of operation tests in a region where τ f = τ g is highly likely to hold. In particular the above model are the approximate expression focused coefficient u, v, into three w, when obtaining the characteristics of a wide range, in an area far from the tau g because accuracy is significantly reduced.

(2)線形回帰における一般的な最適計画を導入する
線形回帰において係数の精度を高める一般的な方法として、D最適計画が用いられている。
本実施形態の場合、(1)で説明したτ=τが成立する可能性が高い領域、すなわち信頼区間で制限された範囲に、(2)におけるD最適計画を適用して、テスト水準を決定する。具体的には、パラメータ推定部58は、次の手順でテストパラメータを算出する。
まず、パラメータ推定部58は、係数u、w、vの信頼区間を計算する。この信頼区間の上限値および下限値を用いて、τ=τが成立する可能性が高いパラメータ範囲を限定していく。この信頼区間は、螺子締めロボット10において動作テストを繰り返して実行するごとに逐次的に絞られていく。具体的な手順は、次の通りである。
(2) Introducing a general optimal design in linear regression The D optimal design is used as a general method for increasing the accuracy of coefficients in linear regression.
In the case of the present embodiment, the test level is applied by applying the D optimal plan in (2) to a region where τ f = τ g described in (1) is highly likely to be established, that is, a range limited by a confidence interval. To decide. Specifically, the parameter estimation unit 58 calculates a test parameter by the following procedure.
First, the parameter estimation unit 58 calculates confidence intervals for the coefficients u, w, and v. By using the upper limit value and the lower limit value of the confidence interval, the parameter range that is highly likely to satisfy τ f = τ g is limited. This confidence interval is successively narrowed every time the operation test is repeatedly executed in the screw tightening robot 10. The specific procedure is as follows.

パラメータ推定部58は、図10に示す初期特性調査処理において取得した第三期における回転速度ω3、および第四期における電流値τから、上記のモデル1を用いて係数u、v、wを求める。なお、モデル1に代えてモデル2を用いてもよい。
そして、τ付近での精度を高めるために、線形回帰による予測分布を利用して、信頼区間におけるテストパラメータの範囲を制限する。ここで、螺子締めロボット10の動作回数nを、n=1、2、・・・、Nとして、得られたデータを、
Parameter estimation unit 58, the current value tau 4 in the rotation speed [omega] 3, and the fourth stage in the third period acquired in initial characteristics investigation process shown in FIG. 10, the coefficient using the model 1 of the u, v, and w Ask. Note that model 2 may be used instead of model 1.
And in order to improve the precision in the vicinity of τ g , the range of the test parameter in the confidence interval is limited using a prediction distribution by linear regression. Here, the number of operations n of the screw tightening robot 10 is n = 1, 2,...

Figure 2012200809
Figure 2012200809

とする。なお、上記の式で文字の右肩に示されている「n」は「べき数」ではなく、上記の動作回数「n」を識別するためのものである。また、係数w(ベクトル)および次のテストパラメータxは、それぞれ、 And It should be noted that “n” shown on the right shoulder of the character in the above formula is not a “power number” but for identifying the above-mentioned number of operations “n”. The coefficient w (vector) and the next test parameter x are respectively

Figure 2012200809
Figure 2012200809

とする。
このとき、学習済のwは次のように学習できる。「∧」は学習済であることを示している。
And
At this time, the learned w can be learned as follows. “∧” indicates that learning has been completed.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

このとき事後予測分布は、統計的手法に基づいて次の式から算出される。ここで、「p」は係数の数に相当し、モデル1およびモデル2の場合、「p=3」である。   At this time, the posterior prediction distribution is calculated from the following equation based on a statistical method. Here, “p” corresponds to the number of coefficients, and in the case of model 1 and model 2, “p = 3”.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

上記の式により、100(1−α)%の予測応答の信頼区間は次のように示される。   According to the above formula, the confidence interval of the predicted response of 100 (1-α)% is shown as follows.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

tはt分布であり、自由度はn−p−1である。このうち「n」はデータの数であり、「p」は係数の数である。また、α=0.05と設定することにより、95%の確率で設定した信頼区間に含まれることを意味する。本実施形態では、上述の信頼区間の範囲に、目標締め付けトルクτが含まれていることを、次のテストパラメータの条件としている。具体的には、次のテストパラメータxは、次の式を満たすように制限している。 t is a t distribution and the degree of freedom is np-1. Among these, “n” is the number of data, and “p” is the number of coefficients. Also, setting α = 0.05 means that it is included in the confidence interval set with a probability of 95%. In the present embodiment, the condition of the next test parameter is that the target tightening torque τ g is included in the range of the above-described confidence interval. Specifically, the next test parameter x is limited to satisfy the following expression.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

以上によって設定した信頼区間において、D最適計画を計算する。具体的には、   In the confidence interval set as described above, the D optimal plan is calculated. In particular,

Figure 2012200809
Figure 2012200809

を小さくするようなサンプルの取得方法が望ましい。そこで、 It is desirable to obtain a sample that reduces the size of the sample. Therefore,

Figure 2012200809
Figure 2012200809

を次のテストパラメータとした。ただし、第三期における回転速度ωは「3期速度候補1」、「3期速度候補2」および「3期速度候補3」に最近傍法を用いて近似させる。
上記の信頼区間の設定については、「パターン認識と機械学習 上−ベイズ理論による統計的予測:C.M.ビショップ 著」を参考にしている。また、D最適計画については、「実験計画法 方法編―基盤的方法から応答曲面法 タグチメソッド 最適計画まで:山田秀 著」を参考にしている。
Was the next test parameter. However, the rotation speed ω 3 in the third period is approximated to the “third period speed candidate 1”, “third period speed candidate 2”, and “third period speed candidate 3” using the nearest neighbor method.
Regarding the setting of the above confidence interval, “Pattern recognition and machine learning-Statistical prediction by Bayesian theory: by CM Bishop” is referred to. For D-optimal design, refer to “Experimental Design Methodology-From Basic Method to Response Surface Method Taguchi Method Optimal Design: Hide Yamada”.

ところで、螺子締めロボット10の特性によっては、第三期における回転速度ωの影響が小さい場合がある。このように第三期における回転速度ωの影響が小さい場合、信頼区間による制限はω軸方向へ拡大し、適切な結果が得られない場合がある。この場合、モデル1およびモデル2から第三期における回転速度ωを除き、τ=uτ+vとしてもよい。そして、下記の通り、p=2として変数を減らすことにより、第四期による電流値τの計算を簡略化させてもよい。 However, depending on the characteristics of the screwing robot 10, there is a case influence of the rotation speed omega 3 in the third stage is small. As described above, when the influence of the rotational speed ω 3 in the third period is small, the restriction due to the confidence interval expands in the ω 3 axis direction and an appropriate result may not be obtained. In this case, the rotational speed ω 3 in the third period is excluded from the model 1 and the model 2, and τ f = uτ 4 + v may be set. Then, as described below, the calculation of the current value τ 4 in the fourth period may be simplified by reducing the variables with p = 2.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

この場合、第三期における回転速度ωは、次の三つの水準において動作テストの回数が等しくなるように決定する。 In this case, the rotational speed ω 3 in the third period is determined so that the number of operation tests is equal at the following three levels.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

以上において、同一のパラメータで5回を1セットとして螺子締めロボット10における動作テストを実行する。これにより、パラメータごとに標準偏差σが算出される。   In the above, the operation test in the screw tightening robot 10 is executed by setting the same parameter five times as one set. Thereby, the standard deviation σ is calculated for each parameter.

次に、上記の第三期における回転速度ω、および第四期における電流値τのテストパラメータの生成を完了する条件を説明する。
最適パラメータは、次の式によって算出される。
Next, conditions for completing the generation of the test parameters for the rotation speed ω 3 in the third period and the current value τ 4 in the fourth period will be described.
The optimum parameter is calculated by the following formula.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

これを、以下の式に当てはめることにより、信頼区間が計算される。   By applying this to the following equation, the confidence interval is calculated.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

これにより、以下の式が成立すればパラメータの生成は完了と判断することができる。   Thereby, if the following formula is established, it can be determined that the parameter generation is completed.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

なお、信頼区間は、大まかにはテスト回数の平方根に反比例する。そのため、より簡易的には、テスト回数が予め設定したテスト回数に到達すればパラメータの生成は完了としてもよい。一般的には、螺子締めロボット10における30回程度の動作テストがあるように設定することが望ましい。
パラメータの生成が完了すると、S208において最適パラメータを設定する。
Note that the confidence interval is roughly inversely proportional to the square root of the number of tests. Therefore, more simply, the parameter generation may be completed when the number of tests reaches a preset number of tests. Generally, it is desirable to set so that there are about 30 operation tests in the screw tightening robot 10.
When the parameter generation is completed, the optimum parameter is set in S208.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

パラメータ推定部58は、S204からS206において5回を1セットとして螺子締めロボット10の動作テストを実行し、1セットごとに標準偏差σを計算する。この結果に基づいて、σ=rω+sを学習し、係数r、sを求める。
パラメータ推定部58は、第三期における三種類の速度候補のうち、σ=rω3+s<σを満たす中でもっとも速度の速い速度候補を選択する。パラメータ推定部58は、いずれの速度候補もこの条件を満たさない場合は、安全性を考慮して最も遅い速度候補を選択する。この場合、パラメータ自動調整装置40は、ディスプレイなどの出力部43にすべての速度候補で目標精度を出せなかった旨を報知する.
The parameter estimation unit 58 executes an operation test of the screw tightening robot 10 by setting 5 times as a set in S204 to S206, and calculates a standard deviation σ f for each set. Based on this result, σ f = rω 3 + s is learned to obtain the coefficients r and s.
The parameter estimation unit 58 selects the speed candidate with the fastest speed among the three kinds of speed candidates in the third period, satisfying σ f = r ω3 + s <σ g . If any speed candidate does not satisfy this condition, the parameter estimation unit 58 selects the slowest speed candidate in consideration of safety. In this case, the parameter automatic adjustment device 40 notifies the output unit 43 such as a display that the target accuracy cannot be obtained for all speed candidates.

●「精度優先モード−簡易」のとき
上述の「精度優先モード−通常」は、複雑な計算を実行するため、パラメータの自動調整を実行する所要時間が長くなる。そこで、以下の手順により、精度を優先しつつ簡易的なパラメータの自動調整を行うこともできる。すなわち、信頼区間は、上述の通り動作テストの回数の平方根に反比例すると考えられる。そのため、数十回の動作テストを行う場合、初期を除くと信頼区間が大きく変化することはない。そこで、信頼区間を以下に示す固定値とすることにより、簡易的な計算が可能となる。また、D最適計画についても、多くの場合、一般的に信頼区間の端同士が選択される傾向にある。そのため、信頼区間の端点を順に選択することにより、簡易的な計算が可能となる。
In the case of “accuracy priority mode-simple” In the above-mentioned “accuracy priority mode-normal”, complicated calculation is performed, so that the time required for executing automatic parameter adjustment becomes longer. Therefore, simple automatic parameter adjustment can be performed with priority given to accuracy by the following procedure. That is, the confidence interval is considered to be inversely proportional to the square root of the number of operation tests as described above. Therefore, when performing an operation test several tens of times, the confidence interval does not change significantly except for the initial stage. Therefore, simple calculation is possible by setting the confidence interval to the following fixed value. Also, for the D optimal plan, in many cases, the ends of the confidence intervals generally tend to be selected. Therefore, simple calculation is possible by sequentially selecting the end points of the confidence interval.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

上記に示す定数「Cτ」は、信頼区間の計算値から大きく外れない値とすることが好ましい。この定数「Cτ」は、定数決定部57において算出される。すなわち、定数決定部57は、目標トルク入力部55から入力された目標締付けトルクτに、予め設定された任意の誤差範囲を含め、下記の式に基づいて定数「Cτ」を設定する。 The constant “C τ ” shown above is preferably a value that does not greatly deviate from the calculated value of the confidence interval. The constant “C τ ” is calculated by the constant determination unit 57. That is, the constant determination unit 57 sets a constant “C τ ” based on the following equation, including a predetermined arbitrary error range, in the target tightening torque τ g input from the target torque input unit 55.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

このように、簡易に計算を行う場合も、既に取得した第四期における電流値τを用いてτ=uτ+vを学習し、係数u、vを算出する。ここで、水準は、上記した9つの水準から動作テストの回数が等しくなるように水準1から順に少なくとも四つを選択する。そして、同一のパラメータについて、S204からS206において5回を1セットとして動作テストを実行する。パラメータ生成の完了条件、および最適パラメータの設定は、上記の「精度優先モード−通常」の場合と同様である。 As described above, even when the calculation is simply performed, τ f = uτ 4 + v is learned using the current value τ 4 already acquired in the fourth period, and the coefficients u and v are calculated. Here, at least four levels are selected in order from level 1 so that the number of operation tests is equal to the above nine levels. Then, for the same parameter, an operation test is executed by setting 5 times as one set in S204 to S206. The parameter generation completion conditions and optimum parameter settings are the same as in the case of “accuracy priority mode-normal” described above.

●「時間優先モード」のとき
時間優先モードで計算を行う場合、既に取得した第三期における回転速度ωを用いて、t=g/ω+hを学習し、係数g、hを算出する。目標締付け時間をtとすると、第三期における回転速度ωは、下記で示される。
● In “time priority mode” When calculating in the time priority mode, t f = g / ω 3 + h is learned using the already acquired rotation speed ω 3 in the third period, and the coefficients g and h are calculated. To do. Assuming that the target tightening time is t g , the rotational speed ω 3 in the third period is shown below.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

この場合、第四期における電流値τは、電流値候補として任意の水準1から水準3として設定することができる。また、「時間優先モード」の場合、標準偏差σの計算が不要であるため、同一のパラメータごとに1回の動作テストを実行する。第三期における回転速度と第三期における締付け時間との間には、図19に示すような関係が成立する。
パラメータ生成の完了条件は、上記の「精度優先モード−通常」の場合と同様である。
一方、最適パラメータは、次のように設定される。
In this case, the current value τ 4 in the fourth period can be set from any level 1 to level 3 as current value candidates. Further, in the “time priority mode”, since the standard deviation σ need not be calculated, an operation test is executed once for each identical parameter. A relationship as shown in FIG. 19 is established between the rotation speed in the third period and the tightening time in the third period.
The parameter generation completion conditions are the same as in the case of the “accuracy priority mode—normal” described above.
On the other hand, the optimum parameter is set as follows.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

●「速度固定モード−簡易」のとき
「速度固定モード−簡易」は、「精度優先モード−簡易」をさらに簡略化した計算によってパラメータを生成する。この場合も、既に取得した第四期における電流値τを用いてτ=uτ+vを学習し、係数u、vを算出する。そして、標準偏差σの計算が不要であるため、以下の三つの水準について、同一のパラメータでS204からS206において1回の動作テストを実行する。第三期における回転速度は、固定であるため、ω=ω3c1である。パラメータの生成の完了条件は、上記の「精度優先モード−簡易」の場合と同様である。
一方、最適パラメータは、次のように設定される。
● In the case of “Fixed speed mode-simple” In “Fixed speed mode-simple”, parameters are generated by further simplifying “Accuracy priority mode-simple”. Also in this case, τ f = uτ 4 + v is learned using the current value τ 4 already acquired in the fourth period, and the coefficients u and v are calculated. Since the calculation of the standard deviation σ is not required, one operation test is executed in S204 to S206 with the same parameters for the following three levels. Since the rotation speed in the third period is fixed, ω 3 = ω 3c1 . The parameter generation completion conditions are the same as in the case of the “accuracy priority mode-simple” described above.
On the other hand, the optimum parameter is set as follows.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

パラメータ自動調整装置40は、パラメータ調整処理のS203における第三期の電流値、第三期の着座電流値および第四期の判定電流値のテストパラメータを、次の手順で算出する。
なお、第四期電流値については、モータ21の特性によって決定される。具体的には、自動調整処理の初期などのように螺子締めロボット10の動作回数が少ないとき、パラメータ推定部58は、第四期電流値を線形変換によって算出する。この値をデフォルトパラメータと定義する。この値は、以下に示すように目標締付けトルクτとモータ21の電流との関係を示しており、上述の通りモータ21の特性によって決定される。
The automatic parameter adjustment device 40 calculates the test parameters of the current value in the third period, the seating current value in the third period, and the determination current value in the fourth period in S203 of the parameter adjustment process according to the following procedure.
The fourth period current value is determined by the characteristics of the motor 21. Specifically, when the number of operations of the screw tightening robot 10 is small, such as at the beginning of the automatic adjustment process, the parameter estimation unit 58 calculates the fourth period current value by linear transformation. This value is defined as the default parameter. This value shows the relationship between the current target tightening torque tau g and the motor 21 as described below, is determined by the characteristics of the street motor 21 described above.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

第三期における電流値τ、第三期における着座電流値τh3、および第四期における判定電流値τh4は、上述の第四期における電流値に基づいて線形変換によって算出する。本実施形態の場合、これらの値を算出するための係数Cは、実験的に求め、図20に示すように設定している。ここで、第三期における着座電流値τh3とは、第三期において締め上げられている螺子34の頭部がワーク32の端面に接したときの電流値である。また、第四期における判定電流値τh4とは、第四期において螺子34のねじ込みが停止したと判定したときの電流値である。 The current value τ 3 in the third period, the sitting current value τ h3 in the third period, and the determination current value τ h4 in the fourth period are calculated by linear conversion based on the current values in the fourth period. In the present embodiment, the coefficient C for calculating these values is obtained experimentally and set as shown in FIG. Here, the seating current value τ h3 in the third period is a current value when the head of the screw 34 tightened in the third period contacts the end face of the workpiece 32. The determination current value τ h4 in the fourth period is a current value when it is determined that screwing of the screw 34 is stopped in the fourth period.

Figure 2012200809
Figure 2012200809

以上のような手順によりS201からS203において各種のパラメータが生成され、生成されたパラメータに基づいてS204からS206において螺子締めロボット10の動作テストが実行されると、パラメータ自動調整装置40は、S207において求められた最適パラメータがあるときディスプレイなどの出力部43に表示するとともに、収束状態が不適切であるときその旨をディスプレイなどの出力部43に表示する。これにより、パラメータ調整処理は終了する。   Various parameters are generated in S201 to S203 by the procedure as described above, and when the operation test of the screw tightening robot 10 is executed in S204 to S206 based on the generated parameters, the parameter automatic adjustment device 40 determines in S207. When the obtained optimum parameter is present, it is displayed on the output unit 43 such as a display, and when the convergence state is inappropriate, that fact is displayed on the output unit 43 such as a display. Thereby, the parameter adjustment process ends.

ところで、上述の手順にしたがって求められた最適パラメータは、テストピースの組み付け回数が増すごとに、徐々に特定の値に収束していく。そこで、パラメータ自動調整装置40は、テストピースの組み付けによって最適パラメータが更新されるごとに、更新された最適パラメータを図21および図22に示すようにディスプレイなどの出力部43に出力する。この図21および図22に示すグラフは、横軸にテストピースの組み付け回数を設定し、縦軸に各組み付け回数における最適パラメータである。なお、図21および図22において、下側の図は上側の図の縦軸のスケールを拡大したものである。これにより、ユーザは、テストピースの組み付けによる螺子締めロボット10の動作テストの繰り返しともなう最適パラメータの推移を認識することができる。その結果、特に熟練者の場合、この出力部43の表示を確認することにより、パラメータの調整の打ち切りや継続の判断をすることができる。
なお、上述の説明では、特にテストパラメータの範囲について説明していないが、安全性を確保するためにテストパラメータの上限値および下限値は予め設定することが望ましい。
By the way, the optimum parameter obtained in accordance with the above-described procedure gradually converges to a specific value every time the number of times that the test piece is assembled increases. Therefore, each time the optimum parameter is updated by assembling the test piece, the parameter automatic adjustment device 40 outputs the updated optimum parameter to the output unit 43 such as a display as shown in FIGS. In the graphs shown in FIG. 21 and FIG. 22, the horizontal axis represents the number of times the test piece is assembled, and the vertical axis represents the optimum parameter for each number of times of assembly. 21 and 22, the lower diagram is an enlarged scale of the vertical axis of the upper diagram. Thereby, the user can recognize the transition of the optimum parameter that accompanies the repetition of the operation test of the screw fastening robot 10 by assembling the test piece. As a result, particularly in the case of an expert, by confirming the display of the output unit 43, it is possible to determine whether to stop or continue the parameter adjustment.
In the above description, the range of the test parameter is not particularly described, but it is desirable to set the upper limit value and the lower limit value of the test parameter in advance in order to ensure safety.

以上説明した一実施形態では、パラメータ推定部58は、簡略化したモデルを用いてパラメータを推定している。すなわち、パラメータ推定部58は、簡略化したモデルを用いて、締付けトルクの実測値τが目標とする締付けトルクτに近似する第三期の回転速度ωおよび第四期の電流τを推定している。このとき、求める係数は、三種類であるので、これらの値を収束させるために必要な動作テストの回数、すなわち消費するテストピースの数は、数十個程度と熟練者に近くなる。したがって、熟練度に関わらず少ない動作テスト回数で精度の高いパラメータを自動的に設定することができる。 In the embodiment described above, the parameter estimation unit 58 estimates a parameter using a simplified model. In other words, the parameter estimation unit 58 uses the simplified model, and the third rotation speed ω 3 and the fourth rotation current τ 4 in which the actual measurement value τ f of the tightening torque approximates the target tightening torque τ g. Is estimated. At this time, since there are three types of coefficients to be obtained, the number of operation tests necessary for converging these values, that is, the number of test pieces to be consumed is about several tens, which is close to a skilled person. Therefore, it is possible to automatically set a highly accurate parameter with a small number of operation tests regardless of the skill level.

また、一実施形態では、パラメータ推定部58は、簡略化したモデルを用いて第三期および第四期における螺子締めパラメータ、すなわちτ=τとなる回転速度ωおよび電流τを推定している。このとき、簡略化したモデルで用いる締付けトルクの実測値τは、これらのパラメータを設定する際にのみ必要となる。つまり、螺子締めロボット10についてパラメータを設定することにより、螺子締めロボット10は、ラインにおいて動作するとき、トルクセンサ27による締付けトルクの実測値を用いることなく第三期における締付けトルクを調整する。したがって、パラメータを設定した後、ラインにおいて螺子締めロボット10を動作させるとき、ラインに設けられたすべての螺子締めロボット10に高価なトルクセンサ27を設置する必要がない。特に、一実施形態のようにトルクセンサ27を螺子締めロボット10から着脱可能とすることにより、複数の螺子締めロボット10のパラメータを自動調整するとき、、一つのトルクセンサ27があればよい。したがって、高価なトルクセンサ27を数多く用意することなく、複数の螺子締めロボット10のパラメータを自動調整することができる。 In one embodiment, the parameter estimation unit 58 estimates the screw tightening parameters in the third and fourth periods, that is, the rotational speed ω 3 and the current τ 4 at which τ f = τ g using a simplified model. is doing. At this time, the actual measured value τ f of the tightening torque used in the simplified model is required only when setting these parameters. That is, by setting parameters for the screw tightening robot 10, the screw tightening robot 10 adjusts the tightening torque in the third period without using the actual measured value of the tightening torque by the torque sensor 27 when operating in the line. Therefore, when the screw tightening robot 10 is operated in the line after setting the parameters, it is not necessary to install expensive torque sensors 27 in all the screw tightening robots 10 provided in the line. In particular, when the parameters of the plurality of screw tightening robots 10 are automatically adjusted by making the torque sensor 27 detachable from the screw tightening robot 10 as in the embodiment, only one torque sensor 27 is required. Therefore, the parameters of the plurality of screw tightening robots 10 can be automatically adjusted without preparing many expensive torque sensors 27.

さらに、一実施形態では、「精度優先モード−簡易」のとき、予め設定する速度候補は三つの固定値となっている。パラメータ推定部58は、三つの速度候補に対応して設定された九つの水準から四つの水準を選択して螺子締めロボット10の動作テストを実行する。そのため、パラメータを収束させるために必要な動作テストの回数、すなわち消費されるテストピースの数は、数十個程度と熟練者に近くなる。例えば一実施形態のように四つの水準について五回ずつ動作テストを実行する場合、合計20回程度の動作テストでパラメータは収束する。したがって、熟練度に関わらず少ない動作テスト回数で精度の高いパラメータを自動的に設定することができる。   Furthermore, in one embodiment, when “accuracy priority mode—simple”, the preset speed candidates are three fixed values. The parameter estimation unit 58 executes an operation test of the screw tightening robot 10 by selecting four levels from nine levels set corresponding to the three speed candidates. Therefore, the number of operation tests necessary to converge the parameters, that is, the number of consumed test pieces is about several tens, which is close to a skilled person. For example, when the operation test is executed five times for four levels as in the embodiment, the parameters converge in about 20 operation tests in total. Therefore, it is possible to automatically set a highly accurate parameter with a small number of operation tests regardless of the skill level.

さらに、一実施形態では、第二期初期回転量設定部56は、螺子締めロボット10の初期特性を取得するとき第二期における回転量を最小とした状態で螺子締めロボット10の動作をテストする。すなわち、第二期初期回転量設定部56は、第二期における回転量の初期値を、「1回」に設定する。これにより、ワーク32に対する螺子34のねじ込み量が不明なときでも、初期特性調査処理における第二期の回転量は過剰となることがない。したがって、初期特性の取得の際における過剰な動作によるテストピースおよび螺子締めロボット10の損傷を回避することができる。   Further, in one embodiment, the second period initial rotation amount setting unit 56 tests the operation of the screw tightening robot 10 with the rotation amount in the second period minimized when acquiring the initial characteristics of the screw tightening robot 10. . That is, the second period initial rotation amount setting unit 56 sets the initial value of the rotation amount in the second period to “one time”. Thereby, even when the screwing amount of the screw 34 with respect to the workpiece 32 is unknown, the rotation amount in the second period in the initial characteristic investigation process does not become excessive. Therefore, it is possible to avoid damage to the test piece and the screw tightening robot 10 due to excessive movement when acquiring the initial characteristics.

さらに、一実施形態では、パラメータ自動調整装置40は、第二期における回転量の初期値として「1回」が設定された後、徐々に回転量を増しながらテストピースの組み付けを実行する。これにより、熟練者の経験および勘に頼ったパラメータ調整によらずに、第二期におけるパラメータが調整される。また、各テストピースの組み付けで得られたデータを利用しながらパラメータを設定するため、動作テストの回数すなわち消費するテストピースの数も減少する。したがって、熟練度に関わらず少ない動作テスト回数で精度の高いパラメータを自動的に設定することができる。   Furthermore, in one embodiment, the parameter automatic adjustment device 40 performs assembly of the test piece while gradually increasing the rotation amount after “1 time” is set as the initial value of the rotation amount in the second period. Thereby, the parameter in the second period is adjusted without depending on the parameter adjustment depending on the experience and intuition of the expert. In addition, since the parameters are set using data obtained by assembling each test piece, the number of operation tests, that is, the number of test pieces to be consumed is reduced. Therefore, it is possible to automatically set a highly accurate parameter with a small number of operation tests regardless of the skill level.

(その他の実施形態)
以上説明した一実施形態では、螺子締めロボット10の締付けトルクを検出するトルクセンサ27をヘッド部11に着脱可能に設ける例について説明した。しかし、トルクセンサ27は、ワーク32側に取り付け、ワーク32の螺子穴33に取り付けられる螺子34の締付けトルクを検出する構成としてもよい。また、「精度優先モード−簡易」において、九つの水準から四つの水準を選択する例を説明したが、四つ以上の水準を選択してもよい。また、このとき、動作テストの回数として「5回」を例に説明したが、各パラメータの収束が確保されるのであれば「5回」に限るものではない。さらに、第二期初期回転量設定部56が設定する第二期における回転量の初期値は、「1回」に限るものではない。すなわち、第二期における回転量の初期値は、安全性が確保される範囲であれば「2回」以上に設定することもできる。
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
(Other embodiments)
In the embodiment described above, the example in which the torque sensor 27 that detects the tightening torque of the screw tightening robot 10 is detachably attached to the head unit 11 has been described. However, the torque sensor 27 may be configured to be attached to the workpiece 32 and to detect the tightening torque of the screw 34 attached to the screw hole 33 of the workpiece 32. Moreover, although the example which selects four levels from nine levels was demonstrated in "accuracy priority mode-simple", you may select four or more levels. Further, at this time, “5 times” is described as an example of the number of operation tests. However, the number of operation tests is not limited to “5” as long as the convergence of each parameter is ensured. Furthermore, the initial value of the rotation amount in the second period set by the second period initial rotation amount setting unit 56 is not limited to “one time”. That is, the initial value of the rotation amount in the second period can be set to “twice” or more as long as safety is ensured.
The present invention described above is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.

図面中、10は螺子締めロボット、15は回転駆動機構部(駆動部)、16はビット、27はトルクセンサ(実測締付けトルク取得手段)、33は螺子穴、34は螺子、40はパラメータ自動調整装置、51は第三期回転速度取得部(第三期回転速度取得手段)、52は第四期供給電流取得部(第四期供給電流取得手段)、53はトルク取得部(実測締付けトルク取得手段)、54は回転速度入力部(回転速度入力手段)、55は目標トルク入力部(目標トルク入力手段)、56は第二期初期回転量設定部(第二期初期回転量設定手段)、57は定数決定部(定数決定手段)、58はパラメータ推定部、61はテストパラメータ生成部(テストパラメータ生成手段)、62は締付けトルク推定モデル生成部(締付けトルク推定モデル生成手段)、63は締付けトルク学習部(締付けトルク学習部)を示す。   In the drawing, 10 is a screw tightening robot, 15 is a rotation drive mechanism (drive unit), 16 is a bit, 27 is a torque sensor (measured tightening torque acquisition means), 33 is a screw hole, 34 is a screw, and 40 is a parameter automatic adjustment. The apparatus, 51 is a third period rotational speed acquisition unit (third period rotational speed acquisition means), 52 is a fourth period supply current acquisition part (fourth period supply current acquisition means), 53 is a torque acquisition part (measured tightening torque acquisition) Means), 54 is a rotation speed input section (rotation speed input means), 55 is a target torque input section (target torque input means), 56 is a second period initial rotation amount setting section (second period initial rotation amount setting means), 57 is a constant determination unit (constant determination unit), 58 is a parameter estimation unit, 61 is a test parameter generation unit (test parameter generation unit), 62 is a tightening torque estimation model generation unit (tightening torque estimation model generation unit) 63 shows tightening torque learning part (tightening torque learning unit).

Claims (3)

螺子に接するビットと、電力により前記ビットを回転駆動する駆動部とを備え、
螺子を螺子穴に噛み合わせる第一期、前記第一期で噛み合わされた前記螺子を前記螺子穴に前記第一期よりも高速でねじ込む第二期、前記第二期でねじ込まれた前記螺子を前記第二期よりも低速で締め上げて前記螺子に加わるトルクを予め設定された締付けトルクに調整する第三期、および前記螺子のねじ込みを停止して前記第三期で前記締付けトルクに調整された前記螺子の安定を図る第四期を含む螺子締めを行う螺子締めロボットにおいて、
前記螺子と前記螺子穴が形成された対象物とからなる複数のテストピースを組み付けて、前記螺子締めロボットの制御パラメータを自動で調整する螺子締めロボットのパラメータ自動調整装置であって、
前記螺子締めロボットにおいて最初に前記テストピースを組み付けて前記螺子締めロボットの初期特性を取得するとき、前記第二期における任意の初期回転量を受け付ける第二期初期回転量設定手段と、
前記第二期初期回転回数設定手段で設定した前記初期回転量を用いて前記テストピースを組み付けて前記第二期における回転量を設定するためのパラメータを推定するパラメータ推定手段と、
を備える螺子締めロボットのパラメータ自動調整装置。
A bit in contact with the screw, and a drive unit that rotationally drives the bit with electric power,
A first phase in which a screw is engaged with a screw hole, a second phase in which the screw meshed in the first phase is screwed into the screw hole at a higher speed than in the first phase, and the screw screwed in in the second phase. A third period in which the torque applied to the screw is tightened at a lower speed than the second period and adjusted to a preset tightening torque, and the screwing of the screw is stopped and the tightening torque is adjusted in the third period. In the screw tightening robot for performing screw tightening including the fourth period for stabilizing the screw,
A parameter automatic adjustment device for a screw tightening robot that automatically adjusts control parameters of the screw tightening robot by assembling a plurality of test pieces including the screw and an object in which the screw hole is formed,
A second phase initial rotation amount setting means for accepting an arbitrary initial rotation amount in the second phase when the test piece is first assembled in the screw tightening robot to obtain the initial characteristics of the screw tightening robot;
Parameter estimation means for estimating a parameter for setting the rotation amount in the second period by assembling the test piece using the initial rotation amount set by the second period initial rotation number setting means;
A parameter automatic adjustment device for a screw tightening robot comprising:
前記第二期初期回転量設定手段は、前記第二期における初期回転量を一回に設定する請求項1記載の螺子締めロボットのパラメータ自動調整装置。   2. The parameter automatic adjustment device for a screw tightening robot according to claim 1, wherein the second period initial rotation amount setting means sets the initial rotation amount in the second period at one time. 螺子に接するビットと、電力により前記ビットを回転駆動する駆動部とを備え、
螺子を螺子穴に噛み合わせる第一期、前記第一期で噛み合わされた前記螺子を前記螺子穴に前記第一期よりも高速でねじ込む第二期、前記第二期でねじ込まれた前記螺子を前記第二期よりも低速で締め上げて前記螺子に加わるトルクを予め設定された締付けトルクに調整する第三期、および前記螺子のねじ込みを停止して前記第三期で前記締付けトルクに調整された前記螺子の安定を図る第四期を含む螺子締めを行う螺子締めロボットにおいて、
前記螺子と前記螺子穴が形成された対象物とからなる複数のテストピースを組み付けて、前記螺子締めロボットの制御パラメータを自動で調整する螺子締めロボットのパラメータ自動調整方法であって、
前記螺子締めロボットにおいて最初に前記テストピースを組み付けるとき、前記第二期における初期回転量を一回に設定して前記螺子締めロボットの初期特性を取得する工程を含む螺子締めロボットのパラメータ自動調整方法。
A bit in contact with the screw, and a drive unit that rotationally drives the bit with electric power,
A first phase in which a screw is engaged with a screw hole, a second phase in which the screw meshed in the first phase is screwed into the screw hole at a higher speed than in the first phase, and the screw screwed in in the second phase. A third period in which the torque applied to the screw is tightened at a lower speed than the second period and adjusted to a preset tightening torque, and the screwing of the screw is stopped and the tightening torque is adjusted in the third period. In the screw tightening robot for performing screw tightening including the fourth period for stabilizing the screw,
A parameter automatic adjustment method for a screw tightening robot that automatically adjusts a control parameter of the screw tightening robot by assembling a plurality of test pieces including the screw and an object in which the screw hole is formed,
A method for automatically adjusting parameters of a screw tightening robot including a step of acquiring an initial characteristic of the screw tightening robot by setting an initial rotation amount in the second period to one time when the test piece is first assembled in the screw tightening robot. .
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